تصویربرداری از کل بدن پاسخ سیستم ایمنی بدن به عفونت ویروسی را نشان می دهد

محققان از یک روش تصویربرداری از کل بدن برای اندازه گیری و ردیابی پاسخ ایمنی بدن به یک عفونت ویروسی استفاده کردند. این روش یک پلت فرم امیدوارکننده برای مطالعه بیشتر ایمنی انسان است و می تواند برای ارزیابی درمان های سرطان و مطالعه سایر بیماری های عفونی و خودایمنی مورد استفاده قرار گیرد.

در طول عفونت ویروسی، سلول‌های CD8+ غیرشخصی (ساده‌نفر) T فعال و سیتوتوکسیک می‌شوند و سلول‌های آلوده را جستجو کرده و می‌کشند. برخی از سلول‌های CD8+ به سلول‌های T حافظه مخصوص پاتوژن تبدیل می‌شوند که ویروس را «به یاد می‌آورند» و در صورت بازگشت از سیستم ایمنی محافظت طولانی‌مدت می‌کنند.

درک اینکه چگونه سیستم ایمنی به عفونت های ویروسی پاسخ می دهد و حافظه مهاجم را توسعه می دهد برای توسعه واکسن ها و درمان ها مهم است. در حالی که سلول‌های CD8+ T را می‌توان در خون یافت، اما عمدتاً در بافت‌های غیرخونی مانند طحال، مغز استخوان و غدد لنفاوی یافت می‌شوند، بنابراین دسترسی به آنها نیازمند بیوپسی بافتی است.

اکنون محققان دانشگاه UC Davis Health یک روش غیر تهاجمی برای اندازه گیری سلول های CD8+ T و پاسخ آنها به عفونت های ویروسی با استفاده از توموگرافی انتشار پوزیترون کل بدن (PET) ایجاد کرده اند.

نگار امیدواری، نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: علاقه روزافزونی به مطالعه نقش حیاتی سلول های CD8+ T در پاسخ ایمنی و حافظه وجود دارد. با این حال، ارزیابی تغییرات ایمونولوژیک در بافت غیر خونی به دلیل ماهیت تهاجمی بیوپسی ها چالش برانگیز است. در برخی موارد، حتی در برخی از مناطق آناتومیکی شرکت کنندگان زنده مانند مغز، نخاع، بافت قلبی ریوی و بافت عروقی نیز انجام نمی شود. بنابراین، چالش پیدا کردن روش‌های کمی غیرتهاجمی برای اندازه‌گیری توزیع و قاچاق سلول‌های CD8+ T در بدن بود که برای استفاده در افراد سالم نیز بی‌خطر بود.

PET دینامیک کل بدن شامل تزریق مقدار بسیار کمی از یک ردیاب رادیوایزوتوپ به بیمار و به دنبال آن تصویربرداری مداوم در یک دوره زمانی است که فیلمی را ایجاد می کند که سینتیک ردیاب (توزیع در طول زمان) را در بدن نشان می دهد. سپس از مدل های ریاضی برای استخراج اطلاعات مرتبط بیولوژیکی استفاده می شود.

اسکنرهای PET کل بدن امکان تصویربرداری پویا و مدل سازی جنبشی همه اندام ها را به طور همزمان می دهد. آنها نسبت به اسکنرهای PET معمولی حساس تر هستند و در نتیجه کیفیت تصویر بهتر و دوزهای تزریق ردیاب رادیواکتیو کمتری دارند. این اولین بار است که PET پویا و مدل‌سازی جنبشی برای اندازه‌گیری توزیع سلول‌های CD8+ T انسانی استفاده می‌شود.

PET تمام بدن پویا در حال حاضر تنها فناوری موجود است [an] امیدواری گفت: دوز قابل قبولی از تابش که امکان اندازه گیری کمی غیر تهاجمی توزیع و قاچاق (حرکت) سلول های ایمنی را در تمام بافت های افراد زنده فراهم می کند.

محققان سه بزرگسال سالم و پنج بزرگسال را که با علائم خفیف تا متوسط ​​که نیازی به بستری شدن در بیمارستان نداشتند، پس از عفونت کووید-19 در حال بهبودی ثبت نام کردند. به شرکت کنندگان مقدار کمی مایع رادیواکتیو حاوی یک ردیاب رادیواکتیو immunoPET تزریق شد. ⁸⁹Zr-Df-Crefmirlimab که سلول های CD8 انسان را هدف قرار می دهد.

امیدواری و همکاران/UC Davis Health

هر شرکت کننده یک اسکن پویا 90 دقیقه ای، یک اسکن 60 دقیقه ای در 6 ساعت و یک اسکن 60 دقیقه ای 48 ساعت پس از تزریق ردیاب داشتند. مدل‌سازی جنبشی به محققان این امکان را می‌دهد تا تأثیر گردش خون را بر بافت‌ها جدا کرده و جذب یک ردیاب رادیواکتیو را در بافت‌ها اندازه‌گیری کنند، بدون توجه به زمانی که تصویر گرفته شده و تفاوت در خون هر شرکت‌کننده.

تصاویر جذب بالای سلول های CD8+ T را در اندام های لنفاوی همه شرکت کنندگان نشان داد. بالاترین میزان آن در طحال و به دنبال آن مغز استخوان، کبد، لوزه ها و غدد لنفاوی بود. به طور قابل توجهی، محققان غلظت سلول های CD8+ T را در مغز استخوان بیماران مبتلا به کووید در حال بهبودی نسبت به گروه کنترل مشاهده کردند. شش ماه پس از عفونت کووید، اسکن‌های پیگیری نشان داد که غلظت سلول‌های T حافظه در بیماران بهبودیافته کمی بیشتر از اسکن‌های گرفته شده در ابتدا در تمام نواحی مغز استخوان بود.

امیدواری گفت: مغز استخوان به‌عنوان منبع اصلی و مکان ترجیحی برای تکثیر سلول‌های CD8+ T حافظه به دنبال عفونت ویروسی شناسایی شده است. “این قاچاق سلول های T حافظه به بافت های خاصی مانند مغز استخوان برای توسعه حافظه ایمنی پس از عفونت ویروسی حیاتی است.”

محققان با مطالعه خود بستر جدیدی را برای مطالعه پاسخ ایمنی و حافظه انسان در همه اندام ها به روش غیرتهاجمی فراهم کرده اند.

آنچه اساساً در مورد این مطالعه مهم است این است که پتانسیل PET کل بدن را برای ارزیابی توزیع سلول های T در سراسر بدن انسان، با کیفیت تصویر مورد نیاز برای مدل سازی دقیق و با دوز تشعشعی که به اندازه کافی پایین است نشان داد. Simon Cherry، یکی از نویسندگان، گفت: کاربرد گسترده آن برای مطالعه پاسخ ایمنی در انسان. “در مورد ما، ما توانستیم پویایی این شاخص immunoPET را در افراد سالم و در بیماران مبتلا به یک بیماری عفونی (COVID-19) مشخص کنیم که اولین نکته مهم است.

محققان می گویند علاوه بر مطالعه پاسخ ایمنی و حافظه، این روش می تواند برای ارزیابی پاسخ درمانی در بیماران سرطانی مورد استفاده قرار گیرد و می تواند به مطالعات بیماری های عفونی و خودایمنی و پیوند اعضا تعمیم یابد.

این مطالعه در مجله منتشر شد پیشرفت علمی.

منبع: UC Davis Health