Rilevazione di nuovi tipi di cellule immunitarie e delle loro interazioni all’interno del tessuto adiposo

I ricercatori stanno cercando di scoprire le basi della struttura del tessuto adiposo, in particolare l’infiammazione associata all’obesità, nella speranza di svelare il legame tra accumulo di grasso e scarsi risultati in termini di salute. Ora, un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università del Michigan ha rivelato tipi di cellule immunitarie e interazioni precedentemente non riconosciute all’interno del tessuto adiposo utilizzando l’analisi di un’unica cellula dell’espressione genica combinata con la trascrittomica spaziale.

I risultati sono pubblicati in Intuizione JCI In un articolo intitolato “I progenitori dei macrofagi associati al tessuto adiposo ricostituiscono il paesaggio spaziale del tessuto adiposo nell’obesità precoce“.

“L’infiltrazione di macrofagi del tessuto adiposo (ATM) è associata alla disfunzione del tessuto adiposo e alla resistenza all’insulina nei topi e nell’uomo”, hanno scritto i ricercatori. “Recenti dati unicellulari evidenziano una maggiore eterogeneità dell’ATM nell’obesità ma non forniscono un contesto spaziale per la dinamica del fenotipo ATM. Abbiamo combinato RNA-Seq a singola cellula, trascrittomica spaziale e imaging del tessuto adiposo murino in uno studio temporale dell’ATM Obesità indotta Dietetica In generale, le cellule immunitarie proinfiammatorie erano predominanti nell’obesità precoce, mentre gli ATM antinfiammatori non residenti erano predominanti nell’obesità cronica.

Studiare i grassi è più facile a dirsi che a farsi. Nei tessuti organizzati in strati specifici, ad esempio il midollo spinale o il cervello, “è più facile effettuare controlli di integrità con i propri dati e identificare questo o quello strato come un particolare tipo di cellula e sapere che dovrebbe esprimere i geni X, Y, ” Lindsay Moyer ha detto. , Ph.D., è un professore assistente di ricerca presso il Dipartimento di Medicina Computazionale e Bioinformatica.

“Con il grasso, è più difficile perché i tipi di cellule sono distribuiti uniformemente in tutto il tessuto, senza strati cellulari specifici.” Nell’obesità, le cellule adipose o gli adipociti si espandono e possono raggiungere un’estensione tale da portare alla fine alla morte cellulare e portare all’infiammazione.

Il gruppo di ricerca ha alimentato i topi con una dieta ricca di grassi per un periodo di 14 settimane, ha raccolto il tessuto adiposo e quindi ha utilizzato analisi spaziali e su singole cellule per produrre letture di tutti gli mRNA presenti nel campione. Utilizzando il clustering di dati a singola cellula, sono stati in grado di raggruppare cellule la cui composizione genetica era più simile tra loro rispetto ad altri gruppi o al campione complessivo.

“Sapevamo che questi macrofagi in entrata avrebbero probabilmente più sottotipi… Ciò che ci ha sorpreso è stato il numero che ne è emerso, che era molto diverso l’uno dall’altro e appare in momenti diversi e diventa più dominante nel tempo.”

Hanno identificato cinque tipi, che hanno chiamato Mac1, 2, 3, 4 e 5. Mac1 era residente nei tessuti sia dei topi magri con una dieta normale che dei topi obesi. Mac2 e Mac3, identificati dai loro geni pro-infiammatori, hanno raggiunto il picco dopo otto settimane di dieta ricca di grassi.

Tuttavia, con il progredire della dieta ricca di grassi fino a 14 settimane, le cellule Mac4 e Mac5, che hanno una bassa espressione genetica proinfiammatoria, hanno dominato, mentre le cellule proinfiammatorie Mac2 e Mac3 sono diminuite.

“L’ipotesi in questo campo è che il tipo di macrofagi che si accumulano nell’obesità promuovono uno stato infiammatorio. Sulla base di questi dati, c’è molto da raccontare nella storia”, ha detto Muir.

La sua ipotesi è che Mac4 e Mac5 siano i macrofagi associati ai lipidi (LAM) descritti nel suo lavoro precedente e da altri ricercatori e possano essere un segno del tentativo del corpo di sopprimere un livello dannoso di infiammazione generato dai macrofagi proinfiammatori e dagli adipociti morenti .

Successivamente, i ricercatori hanno utilizzato la trascrittomica spaziale per analizzare il tessuto adiposo. Lo studio ha esaminato queste immagini per individuare segni chiari chiamati strutture a corona, che sono strutture associate alla resistenza all’insulina.

“Una volta che appaiono strutture simili a corone, impiegano molto tempo per scomparire e il loro aspetto indica un’anomalia dei tessuti”, ha osservato Muir. “Utilizzando l’elaborazione delle immagini, abbiamo identificato in base alla densità di queste aree quella che probabilmente era una struttura simile a una corona, e poi siamo andati a verificare che potessimo vederle visivamente”, ha detto Muir. Queste strutture avevano un’espressione genica che indicava la presenza di LAM Mac4 e Mac5.

Con ulteriori approfondimenti sulla composizione cellulare e sull’organizzazione spaziale del tessuto adiposo nel contesto dell’obesità, il passo successivo, ha detto Muir, sarà quello di esaminare i processi di segnalazione e le proteine ​​associate allo sviluppo di LAM e disordini metabolici.