Imiwnobioleg Ac Imiwnopatholeg

Un o'r penderfynyddion allweddol ar gyfer dyfodol a gweithrediad celloedd yw'r ffordd y maent yn defnyddio siwgrau, brasterau ac asidau amino drwy'r fetabolaeth. Gwyddom bellach fod y llwybrau metabolig hyn yn rhan annatod o bob agwedd ar yr ymateb imiwnyddol. Mae'n hanfodol deall y prosesau imiwnometabolig a welir mewn nifer o wahanol fathau o gelloedd imiwn er mwyn deall yn well sut mae celloedd imiwn yn gweithio, sut y gall clefydau aflonyddu ar weithrediad y celloedd imiwn, a sut y gellir targedu'r aflonyddiadau hyn yn therapiwtig.

Mae newidiadau i weithrediadau imiwnyddol yn rhan arferol o feichiogrwydd iach. Mae tri phrif fantais i ddeall yr ystwythder imiwnyddol hwn:

1. Yn gysylltiedig yn uniongyrchol â beichiogrwydd, gall dealltwriaeth o'r fath ein helpu i ddeall canlyniadau andwyol beichiogrwydd megis camesgoriad a diabetes yn ystod beichiogrwydd.
2. Yn gysylltiedig â rhaglennu imiwnyddol a'r risg o glefydau imiwnedd-gyfryngol a welir yn ystod plentyndod, gall dealltwriaeth o'r fath ddangos rôl ymateb imiwnyddol y fam i'r hyn y bydd yn dod i gysylltiad ag ef yn yr amgylchedd, a chefnogi ymyriadau i gyfyngu ar glefydau yn ystod plentyndod.
3. O ran deall imiwnoleg ddynol, gall dealltwriaeth o'r fath ddangos ystod eang yr ymatebion imiwnyddol dynol a all arwain y gwaith o ddatblygu triniaethau newydd ar gyfer clefydau.

Dau o nodweddion penodol canser yw ail-raglennu metabolig ac osgoi'r system imiwnedd. Yn y pen draw, bydd y broses hon o ail-raglennu metabolig yn arwain at ‘ornest tynnu rhaff fetabolig’ rhwng poblogaethau'r celloedd imiwn gwrth-diwmor a'r tiwmor ei hun. Drwy ddeall sut mae tiwmorau yn ailbennu llwybrau metabolig er mwyn cefnogi celloedd tiwmorau i luosi'n afreolaidd, ymwthio a symud, daw targedau therapiwtig newydd i'r amlwg. Mae diddordeb gennym yn y canlynol:

1. Addasu cyffuriau at ddibenion gwahanol er mwyn targedu gwahanol ganserau hematolegol a thiwmorau solet a welir mewn oedolion a phlant yn fetabolig.
2. Deall sut mae dynameg celloedd imiwn yn newid drwy gwrs canserau hematolegol a thiwmorau solet (h.y. atglafychu, gwellhad dros dro ac ymwrthedd i therapïau).
3. Defnyddio modelau canser 3D i ymchwilio i'r ffordd y mae celloedd canser yn osgoi cael eu canfod gan gelloedd imiwn ym microamgylchedd y tiwmor.

Mae'n bosibl bod datblygiad y system imiwnedd yn ystod bywyd yn y groth a bywyd cynnar ar ôl geni yn un o'r penderfynyddion allweddol sydd wrth wraidd nifer o anhwylderau imiwnedd-gyfryngol a welir yn ystod plentyndod, gan gynnwys clefydau alergaidd, clefyd y coluddyn llidiol a chlefydau awto-imiwn. Caiff yr anhwylderau hyn eu hysgogi gan ffactorau amgylcheddol yn rhyngweithio a chan debygolrwydd genetig. Y pwysau amgylcheddol mewn beichiogrwydd sydd wrth wraidd ein gwaith ymchwil yw gordewdra ymhlith mamau a chysylltiad â llygredd aer a llygredd plastigau.

Gan weithio'n agos gyda'r bwrdd iechyd lleol a phartneriaid rhyngwladol, rydym yn rhoi sbectroscopi dirgrynol ar waith wrth ddadansoddi gwaed er mwyn datblygu ffyrdd gwell o nodi menywod ag anhwylderau beichiogrwydd megis diabetes yn ystod beichiogrwydd, cyneclampsia a cholestasis. Y nod yw datblygu profion a wneir yn y gymuned a fydd ar gael yn hawdd i bob menyw feichiog.

Mae micro-organebau sy'n achosi heintiau ymledol difrifol (e.e. sepsis) ac sy'n gysylltiedig â lefelau uchel o afiachusrwydd a marwolaeth, yn gyfrifol am ran helaeth o lwyth clefydau ledled y byd. Rydym yn canolbwyntio ar asesu ymatebion celloedd lletyol a chelloedd microbau er mwyn nodi patrymau mewn heintiau lleol (croen, ysgyfaint neu goludd) sy'n rhagweld pa mor debygol ydyw y bydd yr haint yn troi'n ddifrifol (gwaed). Mae ein hymchwil yn nodi biofarcwyr a fydd yn helpu'r GIG i ragweld y bobl hynny sy'n wynebu risg o ddatblygu haint difrifol ac yn helpu i achub bywydau.

• Swansea Bay University Health Board
• Joint Clinical Research Facility
• Cardiff University
• Celgene (Bristol Myers Squibb)
• Bristol University
• Trinity College Dublin
• Makerere University (Uganda)

Metabolic approaches to abolishing cytokine storm in COVID-19; MRC (MR/V037013/1); CA Thornton, N Jones, C Battle (SBU HB), L Newey (SBU HB), A Finall (SBU HB), A Byrne (Imperial College London)

Harnessing pregnancy-associated immunoinflammatory responses to SARS-CoV-2 for mechanistic insight and therapeutic benefit; Ser Cymru II (Welsh Government); CA Thornton, A Finall (SBU HB), M Nair (SBU HB)

Building research capacity in functional genomics in life, health and environmental sciences; Ser Cymru II (Welsh Government); Thornton CA, Cronin JG, Conlan RS, Coates C (Bioscience), S Consuegra (Bioscience), C Garcia de Leaniz (Bioscience)

Regulation of immunometabolism in multiple myeloma and the effects of IMiDs; Celgene (Bristol Myers Squjibb); CA Thornton, N Jones, H Sati (SBU HB)

Disrupting the diagnostic paradigm for gestational diabetes using blood-based Raman spectroscopy; Diabetes UK; CA Thornton, PR Dunstan (Physics), E Dudley

Repurposing approved drugs to target metabolic flexibility in ovarian cancer cells in the tumour microenvironment; Health and Care Research Wales. Cronin JG, Jones N

Jones N, Blagih J, Zani F, Rees A, Hill D, Jenkins BJ, Bull C, Moreira D, Bantan A, Cronin JG, Avancini D, Jones G, Finlay D, Vousden K, Vincent E, Thornton CA. Fructose reprograms glutamine-dependent oxidative metabolism to support LPS-induced inflammation. Nature Communications. Accepted

Chaney HL, Grose LF, Charpigny G, Behura SK, Sheldon IM, Cronin JG, Lonergan P, Spencer TE, Mathew DJ. Conceptus-induced, interferon tau dependent gene expression in bovine endometrial epithelial and stromal cells†. Biol Reprod. Epub ahead of print.

Sala A, Spalding KE, Ashton KM, Board R, Butler HJ, Dawson TP, Harris DA, Hughes CS, Jenkins CA, Jenkinson MD, Palmer DS, Smith BR, Thornton CA, Baker MJ. Rapid analysis of disease state in liquid human serum combining infrared spectroscopy and "digital drying". J Biophotonics. 2020;13(9):e202000118.

Jones N, Vincent EE, Felix LC, Cronin JG, Scott LM, Hole PS, Lacy P, Thornton CA. Interleukin-5 drives glycolysis and reactive oxygen species-dependent citric acid cycling by eosinophils. Allergy. 2020;75(6):1361-1370.

Piasecka J, Thornton CA, Rees P, Summers HD. Diffusion Mapping of Eosinophil-Activation State. Cytometry A. 2020;97(3):253-258.

Ruiz-de-Angulo A, Bilbao-Asensio M, Cronin J, Evans SJ, Clift MJD, Llop J, Feiner IVJ, Beadman R, Bascarán KZ, Mareque-Rivas JC. Chemically Programmed Vaccines: Iron Catalysis in Nanoparticles Enhances Combination Immunotherapy and Immunotherapy-Promoted Tumor Ferroptosis. iScience. 2020;23(9):101499.

Tse C, Warner A, Farook R, Cronin JG. Phytochemical Targeting of STAT3 Orchestrated Lipid Metabolism in Therapy-Resistant Cancers. Biomolecules. 2020;10(8):1118.

Nassar M, Doan M, Filby A, Wolkenhauer O, Fogg DK, Piasecka J, Thornton CA, Carpenter AE, Summers HD, Rees P, Hennig H. Label-Free Identification of White Blood Cells Using Machine Learning. Cytometry A. 2019; 95(8):836-842. 

Jones N, Vincent EE, Cronin JG, Panetti S, Chambers M, Holm SR, Owens SE, Francis NJ, Finlay DK, Thornton CA. Akt and STAT5 mediate naïve human CD4+ T-cell early metabolic response to TCR stimulation. Nature Communications. 2019;10(1):2042

Oo YH, Ackrill S, Cole R, Jenkins L, Anderson P, Jeffery HC, Jones N, Jeffery LE, Lutz P, Wawman RE, Athwal AK, Thompson J, Gray J, Guo K, Barton D, Hirschfield GM, Wong T, Guest P, Adams DH. Liver homing of clinical grade Tregs after therapeutic infusion in patients with autoimmune hepatitis. JHEP Rep. 2019;1(4):286-296.

Lutz P, Jeffery HC, Jones N, Birtwistle J, Kramer B, Nattermann J, Spengler U, Strassburg CP, Adams DH, Oo YH. NK Cells in Ascites From Liver Disease Patients Display a Particular Phenotype and Take Part in Antibacterial Immune Response. Front Immunol. 2019 ;10:1838.

Jenkins CA, Jenkins RA, Pryse MM, Welsby KA, Jitsumura M, Thornton CA, Dunstan PR, Harris DA. A high-throughput serum Raman spectroscopy platform and

methodology for colorectal cancer diagnostics. Analyst. 2018;143(24):6014-6024.

Jones N, Cronin JG, Dolton G, Panetti S, Schauenburg AJ, Galloway SAE, Sewell AK, Cole DK, Thornton CA, Francis NJ. Metabolic Adaptation of Human CD4+ and CD8+ T-Cells to T-Cell Receptor-Mediated Stimulation. Front Immunol. 2017;8:1516.

Bryant AH, Bevan RJ, Spencer-Harty S, Scott LM, Jones RH, Thornton CA. Expression and function of NOD-like receptors by human term gestation-associated tissues. Placenta. 2017;58:25-32.

Carneiro LC, Bedford C, Jacca S, Rosamilia A, de Lima VF, Donofrio G, Sheldon IM, Cronin JG. Coordinated Role of Toll-Like Receptor-3 and Retinoic Acid- Inducible Gene-I in the Innate Response of Bovine Endometrial Cells to Virus. Front Immunol. 2017;8:996.

Scott LM, Bryant AH, Rees A, Down B, Jones RH, Thornton CA. Production and regulation of interleukin-1 family cytokines at the materno-fetal interface. Cytokine. 2017;99:194-202.

Bryant AH, Menzies GE, Scott LM, Spencer-Harty S, Davies LB, Smith RA, Jones RH, Thornton CA. Human gestation-associated tissues express functional cytosolic nucleic acid sensing pattern recognition receptors. Clin Exp Immunol. 2017;189(1):36-46.