La transcriptómica unicelular de las células inmunitarias en los ganglios linfáticos revela sus alteraciones durante el desarrollo de la peste bubónica

Este estudio fue dirigido por el Dr. Ruifu Yang, el Dr. Zongmin Du (Laboratorio Estatal Clave de Patógenos y Bioseguridad, Instituto de Microbiología y Epidemiología de Beijing) y el Dr. Fan Bai (Centro de Innovación Biomédica Pionera, Facultad de Ciencias de la Vida, Universidad de Beijing).

Yersinia pestis (Y. pestis), el agente causal de la peste, ha causado millones de muertes en tres pandemias mundiales en la historia. La peste es predominantemente una enfermedad zoonótica transmitida por pulgas. Si bien solo ocurren brotes esporádicos de peste humana en todo el mundo cada año, la amenaza de la peste para los humanos y la sociedad no debe subestimarse.

Tres subtipos de la enfermedad se encuentran comúnmente en la clínica, a saber, peste bubónica, septicémica y neumónica. La peste bubónica es la forma principal y se caracteriza por abscesos purulentos agrandados llamados «bubones», que son causados ​​por la replicación masiva de Y. pestis después de su rápida migración a las dLN después de la infección. La investigación relevante sobre la parálisis de las respuestas inmunes innatas por Y. pestis durante las primeras etapas de la infección es limitada, lo que ha dificultado nuestra comprensión de la patogénesis de Y. pestis.

Los investigadores desafiaron a los ratones con Y. pestis marcada con fluorescencia mediante una inyección subcutánea en las ingles de los ratones para simular el desarrollo de la peste bubónica. Sobre esta base, tomaron ganglios linfáticos inguinales de ratón en los 2^{Dakota del Norte} hora y las 24^el hora después de la infección (hpi) y analizó los cambios en la composición y el estado de las células inmunitarias en los ganglios linfáticos mediante citometría de flujo y secuenciación del transcriptoma unicelular.

En comparación con el grupo de control, los genes de la vía relacionada con la inflamación aumentaron significativamente en las células de los ganglios linfáticos de los ratones infectados con Y. pestis durante la etapa inicial de la infección. Los investigadores calcularon el índice de preferencia de infección por la proporción de células marcadas con fluorescencia específicas y encontraron que Y. pestis tiende a interactuar con las células inmunitarias innatas residentes, incluidas las células dendríticas, los monocitos/macrófagos y los neutrófilos, en lugar de las células inmunitarias adaptativas.

Posteriormente, los investigadores clasificaron aún más las células inmunitarias innatas residentes y realizaron el scRNA-seq. Se encontró que los monocitos/macrófagos mostraron activación del acoplamiento M1 y M2 en respuesta a la infección por Y. pestis, lo que podría ser el resultado integral de la activación de la respuesta inmune mediada por los receptores de reconocimiento de patrones del huésped y los efectos de inhibición de varios factores de virulencia de Y. peste

Además, el equipo también utilizó la herramienta de análisis de interacción celular basada en CellPhoneDB para revelar la interacción del receptor del ligando de diferentes tipos de células en diferentes momentos de infección. Se encontró que el receptor de quimioquinas CCR1 de los neutrófilos puede estar involucrado en el reclutamiento de neutrófilos a los ganglios linfáticos después de la infección, y se realizaron experimentos de inhibición de la función CCR1 para verificar esta conclusión.

En conjunto, este estudio demostró los tipos de células críticas involucradas y los eventos inmunitarios críticos que ocurrieron en las interacciones iniciales entre Y. pestis y el huésped a nivel de transcripción unicelular, lo que será valioso para comprender el desarrollo de la peste bubónica y la respuesta inmunitaria del huésped. a Y. pestis en la etapa temprana.

La investigación fue publicada en Ciencias China Ciencias de la vida.