Mapping of human immune protective responses in the lung of individuals with latent or active Tuberculosis infection Kartläggning av det skyddande immunförsvaret i lungorna hos individer med latent eller aktiv Tuberkulosinfektion Close to 2 million individuals die every year from Tuberculosis (TB). The existing vaccine does not provide a full protection, and drug resistance is rising. The lack of correlates of protection hampers the generation of new vaccines. Immune responses in TB lung lesions are central for such understanding, since these account for containment or systemic spreading and transmission. Using, in situ sequencing, a powerful spatially resolved transcriptomic method, the immune topography of the Tuberculosis lesions in lung biopsies from patients (with latent or active TB, co-infected or not with HIV) and non-human primates (vaccinated and protected and with latent or active TB or with SIV coinfection) will be defined.Specifically, ≥ 250 transcripts coding for innate and adaptive immune response as well as Mycobacterium tuberculosis (Mtb) molecules regulated in response to immune stress will be aligned with the tissue morphology at cellular resolution. Maps of immune transcripts in different granulomas in the same lung, in diverse areas of the granuloma and in proximity to the Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bacilli will be outlined. Networks of co-expressed transcripts will be identified. The heterogeneity between lesions and also the common networks in various lesions will be defined in annotated areas and in a non-supervised manner.Thus, immune topography involved in protection against progression to active TB will be defined, providing a guide in development of new vaccines. Tuberkulos (TBC) skördar ett mänskligt liv var tredje minut och har dödat fler människor än någon annan infektionssjukdom under hela mänsklighetens historia. En tredjedel av världens befolkning är infekterad av bakterien Mycobacterium tuberculosis som orsakar sjukdomen TBC. Bara hos 10 procent av dessa bryter sjukdomen ut, medan de andra förblir latent infekterade med M. tuberculosis. En person med latent tuberkulos (LTBC) har inga sjukdomssymtom och är inte smittsam, men är bärare av tuberkelbakterien och har en liten risk att insjukna i aktiv tuberkulos i framtiden. Ändå dör ungefär två miljoner TBC patienter varje år världen över. Varför sjukdomen bryter ut hos vissa individer men inte hos andra är inte heller helt klart, men samspelet mellan immunförsvar och bakterier är centralt i infektionens utveckling.Det blir allt svårare för sjukvården att kontrollera TBC i takt med att allt fler bakteriestammar blir resistenta mot antibiotika. Problemet kompliceras ytterligare av HIV-epidemin, vilket gör att människor som är infekterade med HIV är mycket känsliga för TBC. Detta visar också att cellmedierat immunförsvaret som försvagas av HIV, är centralt i TBC kontrollen.Hittills är vaccinet Bacillus Calmette-Guérin (BCG), som utvecklades för nästan 100 år sedan, det enda godkända vaccinet för förebyggande av TBC. BCG administreras till nyfödda barn över hela världen. Även om BCG-vaccinering skyddar småbarn från de allvarligaste konsekvenserna av TBC-sjukdom, ger den dåligt skydd mot lungsjukdom hos ungdomar och vuxna. Olika vaccinkandidater är under utveckling men hittills har inga av dessa godkänts för användning. Ett problem som väsentligt försenar utvecklingen av nya TBC-vacciner är att effekten inte kan förutsägas. Den vetenskapliga grunden för utveckling av något effektivt vaccin innefattar en signifikant förståelse av immunologiska mekanismer för skydd mot infektion eller sjukdom; molekylära korrelaten av dessa mekanismer skulle minska behovet av stora, fleråriga effektstudier.M. tuberculosis infekterar en typ av vita blodkroppar som heter makrofager. Makrofager bildar med lymfocyter och andra immunceller inflammatoriska härdar i lungorna som går under namnet granulom. Granulomet hindrar inte bara M. tuberculosis bakterierna från att spridas utan det tillhandahåller också en miljö där immunsystemets celler kan kommunicera. M. tuberculosis inte alltid elimineras i ett granulom. De kan istället komma in i ett vilande tillstånd, vilket resulterar i en latent smitta. Alternativt kan bakterierna föröka sig i granulom och kan sprida sig i kroppen, eller hostas upp och smitta omgivningen. Det är i granulomet som utvecklingen av TBC infektionen avgörs. Skilda typer av granulom innehåller en mängd olika immunceller. Dessa är belägna i olika områden av det humana TBC-granulomet. Det är deras exakta lokalisering, fördelning, funktion och samordning som gör granulomet effektivt för att kontrollera bakteriell tillväxt. Forskarna vet inte exakt hur detta går till, vilket försvårar skapandet av effektiva vaccin.Vi kommer jämföra granulomstrukturen hos biopsier eller autopsier från individer med latent eller aktiv TBC från Pakistan och Brasilien. Dessutom kommer autopsier från patienter co-infekterade med HIV-TBC att studeras. Vi kommer att använda ”in situ sekvenciering”; en ny bildteknik som simultant kan belysa olika immunförsvarskomponenter på cell- och molekylär nivå, för att förstå samspelet mellan de olika immuncellerna och deras funktioner i granulom.Makaker, en utmärkt modell för att studera både latent och aktiv TBC, visar en rad patologier som märkbart liknar den som ses hos människor. Vi kommer att studera lungbiopsier från vaccinerade eller TBC-infekterade primater. Dessutom kommer biopsier från makaker med latent eller aktiv TBC-infektion och de som återaktiveras på grund av saminfektion med en HIV-liknande virus att studeras.Vi kommer att skapa den första detaljerade kartläggningen av humana immunsvar i TBC-lungvävnad, med information om cellens placering, egenskaper, samordning, heterogenitet av immunsvaret i olika områden av TBC-granulom. Kartorna kommer att relateras till hur bakterier styrs i granulom. Skillnader i immunkartorna vid lesioner hos latenta eller vaccinerade och aktiva TBC-grupper kommer att bidra till att dechiffrera det skyddande immunförsvaret mot TBC. Vi tror att den erhållna informationen kommer att leda till utvecklingen av nya vacciner.