Nach einer Verbrennung ist es wichtig, den optimalen Behandlungszeitpunkt zu finden. Dafür verlassen Forscher sich bisher auf eine Analyse der gesamten Genaktivität im Gewebe. Lest hier, warum sich das bald ändern könnte.
Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. LI Xueling vom Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Chinese Academy of Sciences (CAS), analysierte die Genexpression der Haut nach Verbrennungen. Das Team entwickelte eine neue Zelltyp-Signatur und eine Pipeline, die auf einem hochauflösenden Gruppenmodus der Zelltyp-Dekonvolution basiert. Die Ergebnisse wurden im Journal of Burn Care & Research veröffentlicht.
Die Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der Genaktivität nach einer Verbrennungsverletzung ist entscheidend für die Entscheidung über den optimalen Behandlungszeitpunkt. Seit über 30 Jahren verlassen sich Wissenschaftler hauptsächlich auf die Analyse der gesamten Genaktivität in Geweben, um diese Veränderungen zu verstehen. Dieser Ansatz hat jedoch seine Grenzen: Er kann nicht zwischen verschiedenen Zelltypen oder der spezifischen Genaktivität in diesen Zellen unterscheiden. Er liefert lediglich einen Durchschnittswert der gesamten Genaktivität in allen Zelltypen.
„Gene verhalten sich in verschiedenen Zelltypen unterschiedlich. Diese Idee bildet die Grundlage für die Erstellung von Etiketten, die die einzigartige molekulare Aktivität jedes Zelltyps repräsentieren“, so LI. „Aber für eine detailliertere Aufschlüsselung benötigen wir mehr Daten von Gewebeproben als es verschiedene Zelltypen gibt.“ In der Forschungsarbeit entwickelte das Team eine hochauflösende Methode zur Dekonvolution von Zelltypen unter Verwendung von CIBERSORTx (Identifizierung von Zelltypen und Expression durch Schätzung relativer Teilmengen von RNA-Transkripten), um gepoolte Hauttranskriptomdaten zu analysieren, die die Quelle der Zellfraktion und der Genexpressionsveränderungen identifizieren können, die zu Störungen der Massengene führten.
Mit Hilfe dieser Methode konnten verschiedene Zelltypen in der Haut identifiziert und analysiert werden. Die Forscher verwendeten Daten aus Blut- und Hautproben, um eine Referenzsignatur für acht verschiedene Hautzelltypen zu erstellen, die sie Sig_Na nannten und die sich bei Tests mit unabhängigen Datensätzen als genauer erwies als andere bestehende Referenzsignaturen. Um die Anwendung ihres Modells zu erweitern, entwickelten die Wissenschaftler auch eine Technik zur Verstärkung von Massenproben durch Hinzufügen von weißem Rauschen. Auf diese Weise konnte das Problem, dass zu wenige Proben für eine hochauflösende Analyse der Zelltypen zur Verfügung standen, überwunden werden, so dass sie sieben verschiedene Zelltypen in der Haut genau identifizieren konnten.
Darüber hinaus versuchten sie, Adipozyten der Haut zu analysieren und zusätzliche Genexpressionsmarker zu identifizieren, um den Prozess der Bräunung des weißen Fetts nach Verbrennungen zu verstehen. „Die Ursache für Veränderungen der Genexpression im Hautgewebe ist eine Kombination aus Veränderungen in der Genexpression der Zellen und Veränderungen in den Zelltypfraktionen. Es ist von großer Bedeutung, Zellfraktionen und Veränderungen der Genexpression genau zu unterscheiden und Zell- und Genziele nach Verbrennungen zu erforschen, um die klinische Wundheilung zu fördern“, so LI.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der Hefei Institutes of Physical Science.
Bildquelle: Fahmi Ariza, Unsplash
