Till innehåll på sidan

Spatial Tissue Mapping on Joint Biopsies from Arthritis Patients

Tid: Fr 2021-04-16 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_apN_zgDTQHizMT3m4MJ7CA, Solna (English)

Ämnesområde: Bioteknologi

Respondent: Konstantin Carlberg , Genteknologi, Science for Life Laboratory, SciLifeLab

Opponent: Docent Anna-Karin Hultgård Ekwall, Göreborgs Universitet

Handledare: Universitetslektor Patrik Ståhl, Genteknologi, Science for Life Laboratory, SciLifeLab; Professor Vivianne Malmström, Karolinska Institutet

Exportera till kalender

Abstract

Reumatoid artrit (RA) är en kronisk inflammatorisk autoimmun sjukdom som främst drabbar leder och orsakar obehag såsom smärta, varpå livskvaliteten hos den drabbade individen avsevärt försämras. Etiologin bakom RA är mestadels okänd trots att några patofysiologiska mekanismer såsom bildandet av anti-citrullinated protein antibodies (ACPAs), Rheumatic factors (RFs), lokal prolifiering av mesenchymala celler och rekrytering av T- och B-celler till de drabbade lederna har identifierats. Lymphocytinfiltration resulterar i kronisk sjukdom med förhöjda nivåer av cytokiner (såsom Tumor necrosis factor alpha; TNF-α) och interleukinsignalering vilket triggar proteasaktivering som gradvis bryter ned synovium och det underliggande skelettet. I många fall kan RA effektivt behandlas med hjälp av de nyare disease-modifying anti-rheumatic drugs (DMARDs) och tidigare diagnos av patienten. Detta fungerar dock inte för alla patienter och en bot for RA existerar ännu inte. 

Synoviala skador i RA visar på komplexa histopatologiska manifestationer vilka inkluderar bildandet av lymfoida folliklar men även Ectopic Lymphoid Structures (ELS) vilka har blivit noggrant studerade med immuninfärgning och andra cytologiska metoder. Dessa metoder saknar antingen omfattande detektion av målmolekyler eller saknar information om den spatiala kontexten av dessa målmolekyler. 

I denna avhandling har vi tillämpat Spatial Transcriptomics (ST), en metod som tillåter genexpressionstudier med bevarad spatial information. Denna metod används på RA biopsier från tidigt obehandlad RA till långtgående etablerad sjukdom med ödem. Med andra ord täcker avhandlingen hela den spatio-temporala dynamiken i inflammerade leder. Arikel I beskriver en ny metod för att bestämma kvaliteten av RNA likt RNA Integrity Number (RIN) i bulk, men med singelcellupplösning på vävnadssnitt. Målet är att studera kliniskt sällsynta prover för vidare bearbetning med ST. Artikel II undersöker långtgående inflammerade RA-leder med Spondyloartrit (SpA) som sjukdomskontroll med hjälp av ST. Här utförde vi immuncellprediktion in silico från det omfattande transkriptomdata vi tillhandahöll och kunde se skillnaderna i infiltrat i RA jämfört med SpA med större detaljrikedom än vad traditionell patologi tidigare gjort. Som en uppföljning undersöker Artikel III RA-vävnader med ännu större detaljrikedom genom användandet av exakt intilliggande vävnadssnitt från RA-patienter för att bygga en tredimensionell atlas över presumtiva ELS i inflammerade vävnader. Slutligen använder Artikel IV fyra olika teknologier för att studera tidig obehandlad RA. Vi använde ST för vävnadsanalys i kombination med singelcell RNA-sekvensering (scRNA-Seq) från Fluorescence-activated cell sorted (FACS) B-celler. Dessa två metoder kompletterades med immunohistochemistry (IHC) för validering och sRIN så vi kunde bestämma kvaliteten på de kliniska proverna. Här fann vi bevis för B-cellsmognad och ELS-bildande redan i tidig RA och mekanismer som kan vara kopplade till så kallad ”survival niche”. Dessa studier syftar till att täcka det komplexa RA och karaktärisera sjukdomen med högre upplösning än tidigare och även föreslå nya sjukdomsmönster som kan komma att bli värdefulla i studier med klinisk innebörd.  

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-291658