Dans une étude récente publiée dans le Nature Recherche cardiovasculaireles chercheurs ont utilisé des méthodes de séquençage unicellulaire pour examiner les effets cellulaires intrinsèques des cellules souches hématopoïétiques présentant des mutations somatiques entraînant une hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé (CHIP), dans les cellules circulantes de patients atteints d’insuffisance cardiaque.
Sommaire
Arrière-plan
Les mutations somatiques qui se produisent dans les cellules souches hématopoïétiques peuvent souvent être leucémogènes et conduire à une expansion clonale des cellules souches mutées, appelée hématopoïèse clonale. Le pronostic associé à l’hématopoïèse clonale est sombre et n’est lié à la leucémie que dans de rares cas.
Le mauvais pronostic est souvent dû à d’autres facteurs liés à l’âge, comme les maladies cardiovasculaires. Plusieurs études ont rapporté l’association entre les facteurs hématopoïétiques clonaux de mutations liées à l’insuffisance cardiaque et à l’inflammation.
Des mutations dans les gènes régulateurs épigénétiques de l’acide désoxyribonucléique (ADN) méthyltransférase 3 alpha (DNMT3A) et de la tet méthylcytosine dioxygénase 2 (TET2), entraînées par l’hématopoïèse clonale, ont été impliquées dans l’activation de cytokines inflammatoires.
Les greffes de moelle osseuse impliquant des cellules hétérozygotes pour DNMT3A et TET2 ont également entraîné une infiltration accrue du cœur par des lymphocytes T et des macrophages. L’effet inflammatoire des mutations clonales motrices de l’hématopoïèse a également été observé au niveau unicellulaire dans la surexpression de gènes inflammatoires.
Le séquençage de l’acide ribonucléique unicellulaire (scRNA-seq) peut être utilisé pour identifier les cellules présentant des mutations clonales du pilote de l’hématopoïèse dans le gène DNMT3A afin de comprendre leur rôle dans l’insuffisance cardiaque.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé le séquençage à lecture longue d’Oxford Nanopore pour effectuer un séquençage d’ARNc afin de détecter les cellules mutantes DNMT3A parmi les cellules immunitaires en circulation provenant de patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Une méthode appelée MutDetect-seq a été développée pour identifier des cellules uniques présentant des mutations DNMT3A.
Cette méthode combine les séquences à lecture longue obtenues à l’aide de la technologie Oxford Nanopore avec des séquences à lecture courte provenant de profils d’expression génique unicellulaire. Les régions enrichies et codées à barres sont ensuite à nouveau soumises au séquençage à lecture longue Oxford Nanopore.
La méthode MutDetect-seq a été appliquée à des échantillons de cellules immunitaires circulantes provenant de cinq patients atteints d’insuffisance cardiaque connus pour présenter des mutations DNMT3A. Un pipeline bioinformatique adapté a ensuite été utilisé pour identifier les cellules présentant des mutations de séquence codante spécifiques dans le gène DNMT3A.
La fréquence des allèles variants des mutations identifiées précédemment à partir d’échantillons de sang total à l’aide d’un séquençage ciblé de l’ADN a été utilisée pour évaluer le rapport entre les cellules mutantes et les cellules de type sauvage et pour évaluer l’efficacité de la méthode MutDetect-seq.
Sur la base de la variation des fréquences des différentes cellules immunitaires présentant la mutation DNMT3A, des analyses approfondies ont été réalisées pour ces sous-ensembles de cellules immunitaires. Les monocytes, qui possédaient les gènes régulés de la manière la plus différentielle, ont été regroupés en monocytes classiques, non classiques et intermédiaires, et l’enrichissement des cellules mutantes DNMT3A a été examiné dans ces sous-groupes.
Les chercheurs ont également étudié comment les mutations DNMT3A ont influencé des sous-ensembles de cellules T, malgré le fait que les cellules T présentaient un nombre nettement inférieur de gènes régulés positivement.
De plus, les CD4 naïfs+ Les lymphocytes T ont également été soumis à l’inactivation de DNMT3A pour comprendre les effets directs des mutations de DNMT3A sur la fonction des lymphocytes T. Un silençage similaire de DNMT3A a également été réalisé dans des lignées de cellules tueuses naturelles (NK) afin de déterminer le rôle du gène DNMT3A dans les cellules NK.
Résultats
Les résultats ont indiqué que des profils d’expression génique modifiés ont été identifiés dans les monocytes, les cellules NK et les CD4.+ Cellules T contenant des mutations DNMT3A.
La régulation positive des gènes associés à la phagocytose et à l’inflammation était plus élevée dans les monocytes, et l’augmentation de la fonction effectrice et des signatures d’activation était importante dans les cellules T et les cellules NK. Les monocytes et les lymphocytes T mutants ont également montré des voies de signalisation paracrine accrues par rapport aux monocytes et aux lymphocytes T de type sauvage, respectivement.
La nature multipotente des mutations de DNMT3A CHIP, qui avait été rapportée dans diverses études antérieures, a été confirmée dans la présente étude, dans laquelle des cellules présentant des mutations de DNMT3A ont été extraites de toutes les principales populations de cellules immunitaires.
De plus, puisque l’étude a comparé les cellules immunitaires circulantes de patients atteints d’insuffisance cardiaque avec et sans mutations connues de DNMT3A, les résultats indiquent que les modèles d’expression génique modifiés observés s’ajoutent à l’activation inflammatoire déjà présente dans les cellules immunitaires circulantes de patients souffrant d’insuffisance cardiaque. .
Conclusions
Pour résumer, les résultats ont démontré que les effets cellulaires intrinsèques associés à la mutation DNMT3A dans les cellules immunitaires circulantes étaient liés à un mauvais pronostic pour les patients souffrant d’insuffisance cardiaque.
En outre, cette approche visant à identifier les mutations du pilote CHIP au niveau cellulaire pourrait également être appliquée à la compréhension des effets intrinsèques des cellules dans le contexte d’autres maladies. Enfin, ces résultats suggèrent également des options thérapeutiques potentielles impliquant des stratégies de traitement spécifiques aux différentes mutations.
