An explorative study of gene expression of relevance to T cells and cancer

Abstract: Cancer är den näst mest förekommande dödsorsaken i världen följt av hjärt- och kärlsjukdomar. De mest använda cancer behandlingar såsom kemoterapi är inte tillräckligt effektiva och specifika mot cancer då de även attackerar normala celler och ger upphov till flertal bieffekter. Således har immunoterapier såsom t.ex. “Chimeric Antigen Receptor” (CAR) T-cellsterapi, tagits fram i syfte att skapa bättre behandlingar mot cancer. Terapi utvecklingen är associerad med flera utmaningar såsom att lyckas öka effektiviteten av CAR T-celler för att kunna motverka cancer. Den utmaningen kan ses över genom att studera T celler för att hitta gener som är viktiga för deras funktion. Dessutom kan subpopulation av T celler karaktäriseras för att identifiera egenskaper som är insiktsfulla för utvecklingen av T cellterapier. Studien är baserad på ett existerande ScRNA-seq (“single cell RNA sequencing”) dataset som omfattar kultiverade T celler som har differentierats med hjälp av cytokiner. Projektet har drivits fram genom att tillämpa en bioinformatisk analys metod med hjälp av Python och Scanpy. Dessa verktyg har använts i syfte att bearbeta det högdimensionella datat och göra det tolkningsbar. Den bioinformatiska analysen inkluderar följande steg; ”preprocessing, dimensions reducering, visualisering, klustring och differentiellt genuttryck”. Klustring grupperar celler med liknande egenskaper i en cell subgrupp medan differentiellt uttryckta gener ger en insyn på specifika gener som är högt eller lågt uttryckta i dessa (T-cell) subgrupper. Studien konkluderar att CCL5 genen är högt uttryckt i både cytokin stimulerade och icke stimulerade T-cell subpopulationer. Detta indikerar att genen kan vara relevant för cellernas funktion och utvecklingen av T-cell baserade cancerbehandlingar då den även är involverad i rekrytering av immunceller till inflammations ställen (TME). Studien visar även att så kallade CD gener som motsvarar ytproteiner, som återfinns på ytan av många immunceller är relevanta för cancer. Vidare belyser arbetet komplexiteten i att identifiera gener som kan effektivisera genterapi då gener kan ha både en främjande samt en motverkande effekt på cancer, såsom FTH1 genen, vilket visar på är en ambivalens som tydliggör utmaningen som cancer forskningen står inför. Därav skulle fler studier behöva genomföras för att förstå hur CAR T celler kan modifieras genetiskt med avseende på olika gener i syfte att skapa effektivare CAR T-cellsterapi.