Immunspektrum-Sequenzierung

Was ist das Immunsystem-Repertoire?

Das adaptive Immunsystem spielt eine äußerst wichtige Rolle bei der Bekämpfung infektiöser Erreger und dem Schutz des menschlichen Körpers. Die Grundlage des adaptiven Immunsystems beruht im Wesentlichen auf der enormen Vielfalt der T-Zell-Rezeptoren und anderer Immunrezeptoren, die Epitopen aus einer astronomischen Anzahl von verschiedenen exogenen Antigenen und endogenen Wirtsfaktoren erkennen können.

Das Immunspektrum ist bekannt als die Sammlung funktionell vielfältiger Immunzellen im Kreislaufsystem, die ein entscheidendes Maß für die immunologische Komplexität darstellt. T-Zellen und andere Immunzellen orchestrieren jeweils die zellulären und humoralen Immunantworten im Organismus. Sie funktionieren jeweils über ihre Oberflächenrezeptoren, um Antigene zu erkennen und zu binden, und spielen eine entscheidende Rolle bei der Eliminierung von Krankheitserregern oder intrakörperlichen Tumorzellen. Unabhängig voneinander vermitteln T-Zellen und diese anderen Immunzellen die komplementären zellulären und humoralen Immunantworten des Körpers, wobei jede ihre spezifischen Rezeptoren auf ihrer Oberfläche nutzt. Diese Rezeptoren erleichtern die Identifizierung und Bindung von Antigenen und spielen somit eine grundlegende Rolle bei der Beseitigung von Krankheitserregern oder endogenen Tumorzellen. Die Untersuchung des Immunspektrums ist entscheidend für das Verständnis der Reaktion der adaptiven Immunität und wirft letztendlich Licht auf die Entdeckung neuer infektiöser Erreger und birgt das unschätzbare Potenzial, bei der Entwicklung von Antikörpern oder Impfstoffen, der klinischen Diagnose, Behandlung und Prävention zu helfen.

Wenn Sie mehr über die Einführung der Immune Repertoire Sequenzierung erfahren möchten, lesen Sie bitte unseren Artikel "Immunspektrum-Sequenzierung: Einführung, Arbeitsablauf und Anwendungen".

Hochdurchsatz-Immunrepertoire-Sequenzierung

Die traditionellen Strategien zur Untersuchung des Immunrepertoires, zu denen auch die Spektratypisierung gehört, Sanger-Sequenzierung et al. sind mühsam, kostspielig und unzureichend, um ein hochauflösendes Bild des Immunrepertoires zu erzeugen. NGS (Next-Generation-Sequenzierung) bietet einen leistungsstarken Ansatz, der in der Lage ist, das Immunspektrum in einem Hochdurchsatzverfahren zu analysieren. Durch die Bereitstellung enormer Sequenzierungsdaten, NGS hat ein bisher unerreicht hochauflösendes Bild des Immunrepertoires erstellt, das großes Potenzial bietet, dynamische Veränderungen in klonalen Populationen während der Antigenstimulation aufzudecken.

Immunspektrum-Sequenzierung - Zielregionen

Im Bereich der Sequenzierung des Immunspektrums liegt der Fokus auf T/B-Lymphozyten. Durch den Einsatz von Techniken wie Multiplex-PCR oder 5'RACE besteht das Ziel darin, die komplementären bestimmenden Regionen (CDR3) zu amplifizieren, die die Vielfalt der B-Zell-Rezeptoren bestimmen oder T-Zell-RezeptorenCDR3, als die variabelste Region, steht im Mittelpunkt der Erforschung in Studien zur Immunrepertoire-Sequenzierung. Ihre Bedeutung wird durch ihren Status als das am intensivsten erforschte Gebiet innerhalb des Fachgebiets unterstrichen.

Figure 1. Structure of IgG (Brian Douglas Weitzner 2015)Abbildung 1. IgG-Struktur (Brian Douglas Weitzner 2015)

Was ist BCR-Sequenzierung?

BCR-Sequenzierung verwendet Hochdurchsatzsequenzierung um die gezielte Amplifikation von BCR-Schwer- und Leichtketten zu erkennen. Es analysiert umfassend die Basensequenzen, die aus den BCR-Genumstellungen resultieren, sowie die Häufigkeit jeder Sequenz. Diese Technik findet Anwendung bei der Untersuchung der Transkriptionsprofile und der Wechselwirkungen verschiedener B-Zell-Klone und vertieft das Verständnis der funktionalen Spezifität von B-Zellen. Folglich trägt sie zur Aufklärung von Phänomenen wie der Toleranz der humoralen Immunantwort und der Rolle hochfrequenter Mutationen bei der abnormalen Antigen-Erkennung durch B-Zellen bei.

Die Anwendungen von BCR-Seq umfassen:

  • Screening auf somatische Mutationen in Zellpopulationen von Patienten mit primären Immundefizienzkrankheiten wie isolierter IgA-Mangel.
  • Leitung der Behandlung von Autoimmunerkrankungen (z. B. systemischer Lupus erythematodes, Multiple Sklerose, Typ-1-Diabetes) und Überwachung des Krankheitsverlaufs während der Behandlung.
  • Bewertung der Wirksamkeit und Verträglichkeit von Arzneimittelbehandlungen für Infektionskrankheiten und bösartige Tumoren.
  • Vorhersage und Intervention bei Transplantatabstoßungsreaktionen, Bereitstellung von Leitlinien zu Toleranz und Abstoßungsreaktionen.

Was ist TCR-Sequenzierung?

T-Zell-Rezeptor-Sequenzierung (TCR-Seq) nutzt Hochdurchsatz-Sequenzierung (HTS), um die gezielte Amplifikation von Oberflächenmolekülen zu erkennen, die T-Zell-Antigen-Erkennungsdeterminanten darstellen. Es analysiert deren Vielfalt sowie die Basensequenzen der TCR-Genumstellungen und die Häufigkeit jeder Sequenz vor und nach der T-Zell-Antigen-Erkennung. Diese Technik spiegelt Veränderungen in der zellulären Immunantwort wider, die durch T-Zellen in physiologischen und pathologischen Zuständen vermittelt werden. Sie ist entscheidend für das Studium der Transkriptionsprofile und der Wechselbeziehungen verschiedener T-Zell-Klone und enthüllt damit tiefere Ebenen der funktionellen Spezifität von T-Zellen.

Anwendungen von TCR-Seq umfassen:

  • Erkennung und Anleitung zur Überwachung und Behandlung nach der Tumorimmuntherapie.
  • Bewertung der Wirksamkeit und Verträglichkeit von antiinfektiöser Immuntherapie.
  • Vorhersage und Anleitung zur akuten Abstoßung bei Transplantationsabstoßungsreaktionen.
  • Klinische Studien und wissenschaftliche Forschung zu Autoimmunerkrankungen.
  • Biomarker und Diagnostik für verschiedene infektiöse und neuroplastische Krankheiten.

TCR-Sequenzierungsdienst

CD Genomics hat fortschrittliche Entwicklungen vorgenommen. TCR Sequenzierungsstrategie zur Amplifikation und Sequenzierung des Immunspektrums mit Next Generation Sequencing (NGS). Jetzt bieten wir eine umfassende Lösung zur präzisen und kosteneffizienten Bewertung der Vielfalt des Immunspektrums durch Pooling der Proben an. Wir können die Bibliothekskonstruktion und Sequenzierungsprotokolle an die spezifischen Anforderungen verschiedener Probenarten und Forschungsprojekte anpassen, um einen personalisierten Ansatz für unsere Kunden zu gewährleisten. Darüber hinaus integrieren wir modernste bioinformatische Algorithmen, um die visuelle Datenanalyse zu erleichtern und uns an den weltweit führenden Standards der computergestützten Biologie auszurichten.

Unsere Strategie zur Sequenzierung des Immunrepertoires besteht darin, die komplementäre Bestimmungsregion (CDR) des T-Zell-Rezeptors (TCR) mithilfe von Multiplex-PCR oder 5' RACE-Methoden zu erfassen, gefolgt von einer Tiefen-Sequenzierung. Der Arbeitsablauf für die Strategie ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Der erfolgreiche Aufbau von TCR-Bibliotheken kann durch Proben erreicht werden, die durch immunomagnetische Beadsortierung von CD3-positiven T-Zellen und durch Ficoll-Paque-Gradientenzentrifugation von peripheren Blutlymphozyten gewonnen wurden.

Steps for high-throughput sequencing of the Ig sequence repertoire (Georgiou et al., 2014)Abbildung 2. Schematische Darstellung der Schritte für das Hochdurchsatz-Sequenzieren des Ig-Sequenzrepertoires (Georgiou et al., 2014).

Auswahl von zwei PCR-Techniken

PCR-Technik Multiplex-PCR 5'RACE
Prinzip Gleich wie bei der regulären PCR Schnelle Amplifikation des 5'-Endes von cDNA in Transkripten mit niedriger Abundanz
Verstärkungsregion CDR3 CDR1-3
Probenart DNA, RNA RNA (C-Region bekannt erforderlich)
Vorteile Einfache Operation, vollständige Daten Minimiert das PCR-Amplifikationsbias in hohem Maße.
Nachteile PCR-Amplifikationsbias Mühsame Durchführung, Verlust von Teilsequenzen, geringere Wiederholbarkeit im Vergleich zu Multiplex-PCR.

Hinweis: Wählen Sie je nach Bedarf unterschiedliche Sequenzierungsplattformen und -modi aus.

Was sind die Vorteile unserer Immunspektrum-Sequenzierung?

  • Umfassender Rundum-Service: Wir bieten professionelle Dienstleistungen, die den gesamten Prozess abdecken, von der experimentellen Planung über die Proben-Nukleinsäureextraktion und -amplifikation, den Bibliotheksaufbau, die Sequenzierung, die Informationsanalyse bis hin zum Data Mining.
  • Moderne Amplifikationstechniken: Durch die Nutzung von Multiplex-PCR oder 5'RACE-Technologie setzen wir Primer ein, die durch Anpassungen des Plasmids optimiert wurden, wodurch Verzerrungen erheblich reduziert und eine gleichwertige Amplifikation für verschiedene Klone erreicht wird.
  • Hohe Reproduzierbarkeit: Hohe Konsistenz der Klone, wenn dasselbe Sample zweimal in eine Bibliothek vorbereitet wird.
  • Genauere klonale Quantifizierung: Ausrichten von niedrigqualitativen Reads mit hochqualitativen Klonen, um wichtige Daten wiederherzustellen und sicherzustellen, dass keine Informationen zur klonalen Quantifizierung verloren gehen.
  • Verbesserte Fehlerkorrektur und Umgang mit Abweichungen: Verwendung von mehrschichtigen Clusterverfahren zur Korrektur von Fehlern, die durch PCR und Sequenzierung eingeführt wurden.

Was sind die Anwendungen der Immune-Repertoire-Sequenzierung?

  • TumortherapieEs gibt Forschungen zu infiltrierenden Lymphozyten, die in verschiedenen Tumorarten (einschließlich Kolorektal-, Eierstock-, Leberkrebs und Melanom) vorhanden sind, um Veränderungen im immunologischen Mikroumfeld zu verfolgen, die zu Beginn der Tumorbildung auftreten. Dies hilft, Ziele für die Immuntherapie zu identifizieren und somit die Antitumorreaktion und die Wirksamkeit solcher Behandlungen zu stärken.
  • Transplantation und ImmunrekonstitutionWährend einer Organ- oder Knochenmarktransplantation kommt es häufig zur Induktion einer Abstoßungsreaktion des Wirts, die zu einer chronischen Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit führen kann. In solchen Fällen kann die Technologie zur Sequenzierung von Immunglobulinen eingesetzt werden, um das T-Zell-Repertoire nach der Transplantation zu untersuchen, was die Identifizierung von Hochrisikogruppen für postoperative Infektionen und Rückfälle erleichtert.
  • AutoimmunerkrankungenForscher analysieren abnorm exprimierte Immunzellen (T-Zellen oder Antikörper) und entdecken dabei diagnostische Biomarker. Die Suche nach Biomarkern, die die aktuellen Standards übertreffen, und die Untersuchung immunologischer Mechanismen im Zusammenhang mit Autoimmunität können somit eine substanzielle Grundlage für die Diagnose und Behandlung von Krankheiten bieten.
  • Medikamenten- und ImpfstoffbewertungBewertung von peripheren Blutproben nach der Medikation zur Erkrankung, um zu überprüfen, ob das Medikament eine Immunantwort auslöst und wie wirksam es ist.
  • Andere AspekteImmunoglobulin-Bibliotheken spielen eine entscheidende Rolle in der Erforschung von Infektionskrankheiten, der Kartierung differenzieller Immunspektren und Untersuchungen im Zusammenhang mit immuntherapeutischen Modalitäten.

Immune-Repertoire-Sequenzierungs-Workflow

Workflow Diagram of Immune Repertoire Sequencing.

Dienstspezifikation

Musteranforderungen
  • Sortierte T-Zellen RNA/PBMCS RNA: Gesamtmenge: 2500 ng, Konzentration: 235 ng/μL, RIN≥7.0, 285/185≥1.0, Basislinie & 5S: Glatte Basislinie, Normaler 5S-Peak, Reinheit: Keine DNA-, Protein-/Salzverunreinigungen, klare und nicht-viskose Proben.
  • Vollblut-RNA/Gewebe-RNA: Gesamtmenge≥1 μg, Konzentration: 270 ng/μL, RIN≥7.0, 285/185≥1.0.
  • Sortierte Zellen: DNA-Extraktion Vorgeschlagene Menge: 21×106RNA-Extraktion Vorgeschlagene Menge: 2×106.
  • Frisches tierisches Gewebe Trockenmasse: Empfohlene Menge für DNA-Extraktion ≥200 mg, empfohlene Menge für RNA-Extraktion: ≥30 mg.
  • Vollblut: Empfohlene Menge zur DNA-Extraktion ≥2 mL.
Sequenzierungsstrategie
  • PE150
Bioinformatikanalyse
  • Bewertung der Datenqualität von Sequenzierungen
  • Ausrichtung und Annotation: Statistische Ergebnisse der Stichprobe Grundinformationen, Statistische Ergebnisse der Stichprobe Contig-Annotationsinformationen, Statistische Ergebnisse der Stichprobe Konsenssequenz-Annotationsinformationen.
  • Klonotypisierung
  • Diversitätsanalyse: Vergleich von Klonotypen zwischen Proben, Clusteranalyse von überlappenden Klonotypen, Differenzanalyse von überlappenden Klonotypen.
  • Einzelne Stichprobe Klonale Populationscharakterisierungsanalyse: CDR3 Merkmalsanalyse, V/J Genmerkmalsanalyse, V-J Paarmerkmalsanalyse.

Analyse-Pipeline

The Data Analysis Pipeline of Immune Repertoire Sequencing.

Liefergegenstände

  • Die ursprünglichen Sequenzierungsdaten
  • Experimentelle Ergebnisse
  • Datenanalysebericht
  • Details zur Sequenzierung des Immunrepertoires für Ihre Schreibanpassung.

Referenz:

  1. Gravina, S et al. Einzelzell-Genom-weites Bisulfit-Sequencing enthüllt umfangreiche Heterogenität im Methylom der Mausleber. Genombiologie, 2016 17(1):150.

Demonstrationsergebnisse

The Immune Repertoire Sequencing Results Display Figure.

Häufig gestellte Fragen zum Immunsystem-Repertoire-Sequenzierung

1. Was unterscheidet die kodierenden Gene der TCR- und BCR-Ketten? Gibt es eine empfohlene Kette?

Die Beta-Ketten der T-Zell-Rezeptoren (TCR) und die schweren Ketten der B-Zell-Rezeptoren (BCR) werden durch variable (V), Diversitäts- (D) und Verbindungs- (J) Gene kodiert, während die Alpha-Ketten der TCR und die leichten Ketten der BCR ausschließlich durch V- und J-Gene kodiert werden. Eine Überprüfung der aktuellen wissenschaftlichen Literatur deutet auf eine höhere Bedeutung von Forschungen hin, die sich auf die Beta-Kette der TCR und die schwere Kette der BCR konzentrieren. Folglich könnten diese für relevante Studien empfohlen werden, obwohl die Wahl letztendlich projekt- und hypothesengestützt sein sollte.

Kann die Sequenzierung des Immunoglobulin-Repertoires zwischen IgG, IgM, IgD und IgE unterscheiden?

Durch die Sequenzierung der konstanten (C) Region können die Isoformen der Immunglobuline (IgG, IgM, IgD und IgE) klar voneinander abgegrenzt werden. Die erforderlichen Primer für eine solche Differenzierung sind verfügbar. Es ist jedoch unerlässlich, dass die Proben RNA sein sollten. Dies wird durch eine Methode der Multiplex-PCR erreicht, die Primer von der variablen (V) Region zur konstanten (C) Region verwendet. Die unterscheidende Sequenz beträgt etwa 30 Basenpaare, was zu Produkten führt, die etwa 200-300 Basenpaare lang sind.

3. Ist es besser, genomische DNA oder RNA als Vorlage für die Sequenzierung des Immunrepertoires zu verwenden?

Im Kontext der Sequenzierung des Immunrepertoires spielen sowohl genomische DNA (gDNA) als auch RNA unterschiedliche Rollen und bringen jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile mit sich:

Bei der Verwendung von gDNA als Template-Material umfasst der Vorteil eine genaue Abbildung der Klonanzahl von Immunzellrezeptoren, da jedes Gen nur zwei Kopien hat. Ganz zu schweigen davon, dass DNA ein stabiles Molekül ist, das den Lagerungsprozess erleichtert. Ein potenzieller Nachteil der Verwendung von gDNA liegt jedoch in der niedrigen Kopienzahl, die eine erhöhte Menge an Probenmaterial erfordern kann. Darüber hinaus könnte die große Intronregion zwischen den J- und C-Regionen die Amplifikation des vollständigen CDR aufgrund von Einschränkungen der Sequenzlänge behindern.

Andererseits ermöglicht die Verwendung von RNA das Design von Primern im C-Bereich, was die Amplifikation des vollständigen CDR ermöglicht, da zwischen den J- und C-Regionen kein Intron vorhanden ist. Aufgrund der hohen Expressionslevels ist die Template-Menge aus RNA in der Regel hoch, sodass möglicherweise weniger Probenmaterial benötigt wird. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Klonalität von Immunzellrezeptoren durch die mRNA-Expressionslevels beeinflusst werden kann, was eine objektive Reflexion der tatsächlichen Klonanzahl möglicherweise ausschließt. Außerdem ist RNA weniger stabil als DNA, was strenge Verfahren zur Probenkonservierung und -handhabung erfordert.

4. Welche Informationen können aus der IR-seq gewonnen werden?

Die Anwendung von Immunoglobulin- oder Rezeptorsequenzierung (IR-seq) kann erhebliche Einblicke in die Heterogenität und Klonalität von T- und B-Zellpopulationen innerhalb eines Individuums bieten. IR-seq ermöglicht die Identifizierung spezifischer T-Zell-Rezeptor (TCR) oder B-Zell-Rezeptor (BCR) Sequenzen, die die Bewertung der klonalen Expansion erleichtern, was ein umfassendes Verständnis des Repertoires ermöglicht und Veränderungen als Reaktion auf Stimuli aufdeckt, sei es Infektion, Impfung oder Manifestationen von Autoimmunerkrankungen.

5. Was sind die Hauptschritte, die an IR-seq beteiligt sind?

Die Durchführung von IR-seq ist ein mehrphasiger Prozess. Er beginnt mit der Entnahme der Probe, in der Regel entweder aus peripherem Blut oder einer Gewebe-Biopsie. Es folgt die Extraktion von RNA oder DNA, gefolgt von der Amplifikation der TCR- oder BCR-Gene, die durch Methoden wie PCR oder gezielte Anreicherung erreicht wird. Dies wird umgehend gefolgt von Hochdurchsatz-SequenzierungDer letzte Schritt umfasst die bioinformatische Analyse, mit dem Ziel, einzigartige TCR- oder BCR-Sequenzen zu identifizieren und zu quantifizieren.

6. Was sind die Hauptanwendungen von IR-seq?

Die Immune-Repertoire-Sequenzierung (IR-seq) ist ein wegweisendes Werkzeug mit weitreichenden Anwendungen sowohl in der Immunologie als auch in der klinischen Forschung. Sie wird sorgfältig eingesetzt, um Immunantworten gegen externe Faktoren wie Krankheitserreger und Tumoren sowie interne Herausforderungen wie Autoimmunerkrankungen zu erforschen. Darüber hinaus erstreckt sich ihre Wirksamkeit auf die Überwachung von Ereignissen wie Transplantationen, um Fälle von Organabstoßung zu bestimmen, und die Bewertung der Vielfalt und Seneszenz des Immunsystems.

7. Welche aufkommenden Technologien gibt es im Bereich IR-seq?

Im sich ständig weiterentwickelnden Bereich der IR-Sequenzierung etablieren sich mehrere fortschrittliche Technologien. Besonders hervorzuheben ist das Einzelzell-IR-seq, das die Möglichkeit bietet, einzelne Immunzellen zu profilieren. Eine weitere Technologie ist das räumlich aufgelöste IR-seq, das die Kartierung von Immunrepertoires innerhalb spezifischer Geweberegionen erleichtert. Darüber hinaus stärkt das Aufkommen von maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz die Analyse umfangreicher IR-seq-Datensätze erheblich und hilft dabei, bedeutungsvolle, potenziell bahnbrechende Erkenntnisse zu gewinnen.

Fälle von Immune Repertoire Sequenzierung

Immunosequenzierung identifiziert Signaturen der Expositionsgeschichte gegenüber Zytomegalievirus und HLA-vermittelte Effekte auf das T-Zell-Repertoire.

Zeitschrift: Naturgenetik
Impactfaktor: 27,125
Veröffentlicht: 03. April 2017

Hintergrund

Die Wirksamkeit des adaptiven Immunsystems gegen Infektionen hängt von T-Zellen ab, die vielfältige αβ-Heterodimere produzieren. T-Zell-Rezeptoren (TCRs) über V(D)J-Rekombination. Die Spezifität der TCR ergibt sich aus der Sequenzvielfalt, insbesondere im CDR3-Bereich. T-Zellen proliferieren bei der Erkennung von Antigenen und bilden Gedächtnispopulationen mit identischen TCR-Umbauten. Trotz der enormen Vielfalt der TCRβ treten öffentliche T-Zell-Antworten auf, wenn bestimmte TCRβ-Ketten zwischen Individuen geteilt werden, insbesondere als Reaktion auf gemeinsame Antigene. Öffentliche T-Zell-Antworten werden bei verschiedenen Infektionskrankheiten und Bedingungen wie Malignitäten und Autoimmunität beobachtet. Hochdurchsatz-Sequenzierung von TCRβ-Ketten ermöglicht die Identifizierung signifikanter Assoziationen zwischen TCR-Sequenzen und spezifischen Phänotypen, was potenzielle diagnostische Anwendungen für immunbezogene Erkrankungen bietet.

Methoden

Probenvorbereitung:
  • Menschliche periphere Blutproben
  • Fred Hutchinson Krebsforschungszentrum Forschungszellbank
  • Genomische DNA-Extraktion
Sequenzierung:
  • Immunosequenzierung
  • Illumina HiSeq-System
Datenanalyse:
  • Identifizierung von phänotypassoziierten TCRs
  • Inference des Phänotyps
  • Bewertung der Klassifikationsleistung

Ergebnisse

Die Studie hatte zum Ziel, CMV-assoziierte TCRβ-Sequenzen zu identifizieren, indem periphere Blutproben von 641 Probanden mit bekanntem CMV-Serostatus analysiert wurden. Durch statistische Analysen wurden 164 TCRβ-Ketten gefunden, die bei CMV+ Probanden signifikant angereichert waren. Eine anschließende Untersuchung der HLA-Einschränkung ergab, dass 45 dieser TCRβ-Ketten mit spezifischen HLA-A- oder HLA-B-Allelen assoziiert waren. Der Vergleich mit zuvor berichteten CMV-reaktiven TCRβ-Sequenzen zeigte, dass einige überlappten, viele jedoch keine unterschiedlichen Inzidenzen zwischen CMV+ und CMV- Probanden in dieser Kohorte aufwiesen. Weitere Analysen, die sowohl Präsenz/Abwesenheit als auch Abundanzmetriken einbezogen, identifizierten zusätzliche CMV-reaktive TCRβ-Sequenzen und deuteten auf die Effektivität dieses Ansatzes hin, relevante TCRβ-Sequenzen im Zusammenhang mit CMV-Infektionen zu identifizieren.

Fig 1. Detection of CMV-related TCRβ sequences. (Emerson et al., 2017)Abb. 1. Identifizierung von CMV-assoziierten TCRβs.

Diese Studie kontrollierte die Tiefe der Repertoireprobenahme und beobachtete eine deutliche Assoziation zwischen der Anzahl der CMV-bezogenen TCRβ-Sequenzen und dem CMV-Serostatus. Die Forscher konstruierten einen binären Klassifikator, um den CMV-Serostatus basierend auf der Anwesenheit oder Abwesenheit von CMV-spezifischen TCRβ-Sequenzen vorherzusagen, und erzielten eine bemerkenswerte Genauigkeit (ein AUROC von 0,99 für alle Daten und 0,93 für die Kreuzvalidierung). Eine weitere Validierung, die an einer unabhängig gesammelten Kohorte durchgeführt wurde, bestätigte die Robustheit des Klassifikators, belegt durch ein AUROC von 0,94 und eine hohe Sensitivität und Spezifität. Diese Ergebnisse verdeutlichen somit das bemerkenswerte diagnostische Potenzial dieses Ansatzes.

Fig 2. Diagnostic potential of CMV-associated TCRβ incidence for CMV serostatus. (Emerson et al., 2017)Abb. 2. Die Inzidenz von CMV-assoziierten TCRβs ist diagnostisch für den CMV-Serostatus.

Fazit

Die Studie untersuchte, ob Signaturen der Pathogenexposition durch die Analyse öffentlicher Daten erkannt werden konnten. T-Zell-Rezeptoren (TCRs) im T-Zell-Repertoire von 666 Probanden mit bekanntem CMV-Serostatus. Sie entwickelten ein statistisches Framework, um den CMV-Status genau zu diagnostizieren, und erreichten eine hohe Spezifität und Sensitivität sowohl in der ursprünglichen als auch in der Validierungsgruppe. Darüber hinaus identifizierten sie CMV-assoziierte TCRβ-Moleküle und sagten HLA-A- und HLA-B-Allel genau voraus. Der Ansatz hat ein breites Potenzial zur Diagnose verschiedener Krankheitszustände und immunologischer Phänotypen und bietet eine hoch parallelisierbare Diagnosestrategie, die auf dem gemeinsamen Format der somatischen TCR-Rekombination basiert.

Referenz:

  1. Emerson R O, DeWitt W S, Vignali M, et al. Immunosequenzierung identifiziert Signaturen der Expositionsgeschichte gegenüber dem Zytomegalovirus und HLA-vermittelter Effekte auf das T-Zell-Repertoire. Naturgenetik, 2017, 49(5): 659-665.

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Jahr: 2023

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Isolation und Charakterisierung neuer menschlicher Trägerpeptide aus zwei wichtigen Impfstoff-Immunogenen

Journal: Impfstoff

Jahr: 2020

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Jahr: 2022

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