Nieuw inzicht in immuunsysteem dankzij afweercellen in weefsels

20 oktober 2016

Weefselresidente T-geheugencellen zijn lang over het hoofd gezien. Fundamenteel onderzoek naar de gen-expressie in deze cellen leidt tot een aantal belangrijke inzichten in de eigenschappen van deze cellen, die van belang kunnen zijn voor klinische toepassingen. Dr. Derk Amsen (AMC en Sanquin) publiceert hierover in Nature Immunology.

Vaccinaties

Ons immuunsysteem bouwt een ‘geheugen’ op. Na aanraking met een bepaalde ziekteverwekker onthoudt ons immuunsysteem bepaalde karakteristieken van die ziekteverwekker. Als dezelfde ziekteverwekker nog eens langs komt, heeft ons immuunsysteem al een passend antwoord klaar liggen. Zo worden we over het algemeen maar een enkele keer ziek van dezelfde ziekteverwekker. Het immunologische geheugen is het mechanisme waardoor vaccinaties werken. Ziekteverwekkers zoals virussen, bacteriën, gisten en parasieten proberen ons lichaam binnen te dringen. Ze moeten door een barrièreweefsel heen, bijvoorbeeld de huid of het epitheel van de long en in de darm. Juist daar liggen weefselresidente T-geheugencellen te wachten totdat de ziekteverwekker weer probeert binnen te dringen. Ze drukken de herinfectie al in het vroegste stadium de kop in, waardoor zich geen ziekteverschijnselen ontwikkelen.

Meerdere uitkomsten

Deze weefselresidente T-geheugencellen hebben duidelijk andere eigenschappen dan de veel meer bestudeerde T-cellen uit lymfoïde organen en uit bloed. Dit specifieke onderzoek bestudeerde welke genen tot expressie komen in dergelijke cellen, geïsoleerd uit humaan longweefsel. Dat leverde verrassende, fundamentele inzichten op.

Weefselresidente T-geheugencellen blijken continu genen tot expressie te brengen die coderen voor ‘effector moleculen’, de wapens van de T-cellen. Deze moleculen zijn betrokken bij het doden van geïnfecteerde cellen en ze activeren andere immuuncellen.

Deze genen kwamen tot expressie zonder dat de daardoor gecodeerde eiwitten gemaakt werden. De onderzoekers vermoeden dat dit de cellen in staat stelt om heel snel te reageren op een infectie. Doordat de RNA-moleculen al klaar liggen kunnen deze cellen bij een infectie direct de benodigde eiwitten maken; essentiële tijdwinst om te voorkomen dat een infectie doorbreekt.

Weefselschade

Het immuunsysteem heeft een lastige taak: snel en effectief infecties opruimen, maar zonder teveel weefselschade want dan komt de functie van de long in gevaar. De onderzoekers stelden echter vast dat de weefselresidente T-cellen een hele serie remmende moleculen tot expressie brengen. Deze cellen zijn dus aan de ene kant tot de tanden bewapend en worden tegelijkertijd onder de duim gehouden om onnodige weefselschade te vermijden.

Signalen

Het onderzoek toont ook een speciaal mechanisme aan dat weefselresidente T-cellen in stand houdt. Alle lichaamscellen moeten uit hun omgeving signalen krijgen die ze vertellen dat ze op de juiste plek zitten. Zonder die signalen gaan cellen dood. Omdat weefselresidente T-geheugencellen geen toegang hebben tot de lymfoïde organen, waar ‘normale’ T-cellen hun onderhouds-signalen ontvangen, was de vraag welke signalen deze cellen in staat stellen om gedurende lange tijd (misschien zelfs jaren) in de weefsels aanwezig te blijven. Dat blijkt de Notch signaleringsroute te zijn.

Betekenis

Voor klinische toepassingen biedt het vermogen om weefselresidente T-geheugencellen op gang te brengen, in stand te houden of juist te elimineren kansen. Dat deze cellen beter beschermen tegen barrière-infecties dan circulerende T-cellen betekent dat vaccinatieprotocollen moeten worden ontwikkeld gericht op deze cellen.

De meeste tumoren ontstaan uit epitheliale weefsels, precies het type weefsel waarin weefselresidente T-geheugencellen zich ophouden. Daarom kan dit type T-cellen wellicht (nog) beter tumoren opruimen dan de tot dusver gebruikte T-cellen.

Tenslotte manifesteren nogal wat allergische en ontstekingsaandoeningen zich specifiek in barrièreweefsels: astma in de longen, chronische darmontstekingen, psoriasis in de huid. Misschien spelen weefselresidente T-geheugencellen ook een rol in deze aandoeningen.

Het artikel 'Programs for persistence, vigilance and control of human CD8+ lung-resident memory T cells' is gepubliceerd in Nature Immunology op 24 oktober 2016 (online versie). Het kwam tot stand door financiering uit het Open Programma en was een samenwerking van de onderzoeksgroepen van dr. Perry Moerland (bioinformatica, AMC), prof.dr. René van Lier (Sanquin) en dr. Derk Amsen.

Bron: NWO