Give me your DNA, I will tell you more about your immune system !
French below:
Give me your DNA, I will tell you more about your immune system !
A few days ago, I had the opportunity to attend a fascinating seminar given by Dr. Darragh Duffy who works on the French project “Milieu intérieur” at Pasteur Institute in Paris.
Probably you have already observed that everyone differently responds to infections, some diseases will lead to much more dramatic effects for some people. Some people perfectly reacts to some treatments while others react less to similar treatments or vaccines.
What is the impact of our genetics and our environment on our immune system ?
The Milieu intérieur Project tries to understand why immune system responses is variable between people and the part due to genetics, environment and microbiota.
Beginning of 2000s, a lot of research groups were focused on the hot topic at that time: Sequencing of human genome. The community had a lot of hopes with this huge project. Scientists thought that human genome sequencing was the key to understand everything. Unfortunately, in term of applications in medicine today, it is quite limited. A lot of work need to be done to correlate a sequence of DNA with a prediction of susceptibility to particular infectious diseases but also responses to treatments.
In order to understand the link between genetics and immune system responses, the consortium Milieu intérieur decided to recruit 1000 French healthy volunteers. The definition of “healthy” and the inclusion and exclusion criteria were defined after long discussions. The recruitment was based on questionnaires, blood of people, nasal swabs, stool samples and skin biopsy. And they used techniques to study genetics and immune cells of each donor.
Based on sample analyses, they observed that there were some particular DNA sequences that correlated with expression of some specific proteins on immune cells and that this variation of protein expression could be linked with susceptibility to specific infections.
The main innovative technique they are using in this project is named TruCulture®. It is an innovative technique to stimulate immune cells found in the blood of people with different stimuli (different strains of bacteria for instance) and to analyse their responses. DNA from the cells can be analysed and it can be correlated to their responses after stimulation.
This technique could be used to predict immune responses to a treatment. E.g Interferon gamma therapy in case of Hepatitis C
The gold standard treatment in case of Hepatitis C is the administration of interferon gamma that is a protein (cytokine) present in our body when we have to fight off an intruder such as a virus. So the goal by giving much more interferon gamma is to help the body to defeat the virus. However, some people respond to the treatment while other people do not respond very well.
They used TruCulture® to test if we could predict who is a responder and who is a non-responder to interferon gamma treatment. For this purpose, they stimulated cells with interferon gamma and analysed the reaction of cells and they compared the genetics of cells. In the future, we could imagine it would be possible to make a quick test with blood to know which treatment is the most suitable for each person according to its genetics.
Genetics is one part of answer but we also know that lifestyle may impact on our immune responses (e.g. smoking, diet). We also know that age and sex can also impact on our immune system. Indeed, even though we have predetermined genetics, the environment can modify our DNA in a reversible way without modifying the sequence.
Finally we currently know the impact of microbiota on immune system. This project will also try to understand its role on our immune responses.
If you would like to know more about this project, you can visit the website (in French and English): http://www.milieuinterieur.fr/ or you can watch this video (English with French subtitles): https://www.youtube.com/watch?v=IXlKElDJMc8
En français:
Donne-moi ton ADN, je t’en dirai plus sur ton système immunitaire !
Il y a quelques jours, j’ai eu l’opportunité d’assister à un fantastique séminaire présenté par Dr. Darragh Duffy qui travaille sur le projet Milieu intérieur à l’Institut Pasteur à Paris.
Vous avez sûrement déjà remarqué que chacun répond différemment aux infections. Certaines maladies ont des effets bien plus sérieux chez certaines personnes que d’autres. Certaines personnes réagissent bien aux traitements ou à des vaccins alors que d’autres moins bien.
Quel est l’impact de notre génétique et de l’environnement sur notre système immunitaire ?
Le projet “Milieu intérieur tente de comprendre d’où viennent les variabilités des réponses de notre système immunitaire et quelle est la part liée à la génétique, à l’environnement et au microbiote.
Au début des années 2000, un grand nombre de groupes de recherche travaillaient sur le sujet de prédilection à l’époque : le séquençage du génome humain. La communauté scientifique mettait beaucoup d’espoir dans cet énorme projet. Beaucoup ont pensé qu’après cela, on comprendrait tout. Malheureusement, en terme de réelles applications dans le domaine de la médecine, ça reste encore très limité. Il reste encore beaucoup à faire pour tenter d’établir des corrélations claires entre des séquences d’ADN et une prédiction à des infections mais aussi à des réponses aux traitements.
Afin de tenter de comprendre le lien entre génétique et système immunitaire, le consortium Milieu intérieur a recruté 1000 volontaires français en bonne santé. La définition de la “bonne santé” a été discutée pendant de longues heures afin d’établir les critères d’inclusion et d’exclusion. Le recrutement a été réalisé grâce à des questionnaires, une analyse de sang, un prélèvement des sécrétions nasales, un échantillon de selles et une biopsie de peau. A partir de cela, l’équipe a utilisé des techniques pour étudier le génome et les cellules immunitaires de chaque donneur.
Grâce à des analyses réalisées sur ces échantillons, ils ont pu voir que certaines séquences d’ADN corrélaient avec l’expression de certaines protéines sur les cellules immunitaires pouvant ainsi prédire la susceptibilité à certaines infections.
La technique tout à fait nouvelle de ce projet est le TruCulture®. Cette technique permet de stimuler les cellules immunitaires du sang des volontaires avec différents stimuli (comme des souches de bactéries par exemple) et ensuite d’analyser leurs réponses. Puis l’ADN des cellules peut aussi être analysé et la séquence peut être corrélée aux réponses des cellules après stimulation.
Cette technique pourrait être utilisée pour prédire les réponses immunitaires induites par un traitement. Par exemple dans le cas de la thérapie Interféron gamma en cas d’hépatite C.
Le traitement standard dans le cas d’hépatite C est l’administration d’interféron gamma qui est une protéine (cytokine) présente dans notre corps et qui aide à lutter contre les pathogènes comme les virus. Le but en administrant cela est d’aider le corps à lutter contre ce virus. Le problème est que certaines personnes répondent très bien à ce traitement alors que d’autres non.
Ils ont donc utilisé le test TruCulture® pour voir si on peut prédire si la personne va répondre ou pas à ce traitement. Ils ont donc stimulé les cellules avec de l’interféron gamma et analysé les réactions des cellules et ils ont comparé cela à la génétique des cellules. Dans le futur, on peut imaginer qu’il sera possible de faire un test rapide juste avec un échantillon de sang afin d’évaluer quel traitement correspondra le mieux au patient selon sa génétique.
La génétique donne une partie de réponse mais on sait aussi que le style de vie peut influencer les réponses immunitaires comme la cigarette, l’alimentation. On sait aussi que l’âge et le sexe ont un impact sur les réponses immunitaires. Bien qu’on ait une génétique prédéterminée, l’environnement peut aussi modifier notre ADN de manière réversible (sans en changer la séquence).
Finalement, on sait maintenant que le microbiote influence notre système immunitaire. Le projet va aussi tenter de comprendre un peu mieux son rôle sur les réponses du système immunitaire.
Si vous voulez en savoir plus sur le projet, vous pouvez visiter le site (en français et anglais) http://www.milieuinterieur.fr/ ou vous pouvez regarder la vidéo en anglais mais sous-titrée en français https://www.youtube.com/watch?v=IXlKElDJMc8
