Kan deze biochemische ontsteking 'uitschakelen'?
Macrofagen zijn cellen die een sleutelrol spelen bij ontstekingen. En nu heeft nieuw onderzoek - geleid door Trinity College Dublin in Ierland - een voorheen onbekend proces gevonden dat de productie van ontstekingsfactoren in macrofagen kan uitschakelen.
De onderzoekers suggereren dat de nieuwe ontdekking ons begrip van ontstekingen en infecties verbetert.
Ze hopen dat het zal leiden tot nieuwe behandelingen voor ontstekingsziekten zoals hartaandoeningen, reumatoïde artritis en inflammatoire darmaandoeningen.
Hun recente ontdekking betreft een molecuul dat bekend staat als itaconaat, dat macrofagen produceren uit glucose.
Eerdere studies hadden al aangetoond dat het molecuul helpt om de macrofaagfunctie te reguleren, maar hoe dat precies werkte, was onduidelijk.
"Het is algemeen bekend", legt co-senior studie-auteur Luke O'Neill uit, een professor biochemie aan het Trinity College Dublin, "dat macrofagen ontstekingen veroorzaken, maar we hebben zojuist ontdekt dat ze kunnen worden overgehaald om een biochemische stof genaamd itaconaat te maken. "
Met behulp van menselijke cellen en muismodellen ontdekten hij en zijn collega's dat de productie van itaconaat vergelijkbaar was met het activeren van een "uit-schakelaar op de macrofaag, die de ontstekingswarmte afkoelde in een proces dat nog nooit eerder is beschreven."
De onderzoekers rapporteren hun bevindingen in een paper die nu in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur.
Ontsteking en macrofagen
Ontsteking is een reeks biochemische reacties die door het immuunsysteem worden gelanceerd wanneer het iets detecteert dat schade kan veroorzaken. We kunnen het zien en voelen als we bijvoorbeeld een splinter in onze vinger krijgen; het wondgebied zwelt op, wordt rood, klopt en wordt pijnlijk.
Terwijl het ontstekingsproces zich ontvouwt, geven groepen verschillende cellen stoffen af die op hun beurt een reeks reacties oproepen.
Ze zorgen er bijvoorbeeld voor dat bloedvaten uitzetten en doorlaatbaar worden, zodat meer bloed en afweercellen de plaats van de verwonding kunnen bereiken, en ze irriteren zenuwen zodat pijnberichten naar de hersenen gaan.
Dit krachtige afweersysteem kan echter ook worden geactiveerd wanneer het immuunsysteem per ongeluk gezonde cellen en weefsels aanvalt. Hierdoor ontstaan ontstekingsziekten die vele jaren - soms zelfs een heel leven - kunnen aanhouden.
Macrofagen zijn diverse cellen die betrokken zijn bij veel belangrijke processen in het lichaam, waaronder ontstekingen.
Hun naam komt van het Grieks voor "grote eters", omdat ze dode cellen, puin en vreemde materialen opnemen en verwerken.
Itaconaat en type I interferonen
Net als veel andere cellen gebruiken macrofagen glucose voor energie. Ze kunnen echter ook worden aangezet om het te gebruiken om itaconaat te produceren. Wetenschappers wisten al dat itaconaat helpt bij het reguleren van veel celprocessen in macrofagen, maar de biochemie was niet duidelijk.
In de nieuwe studie toonden prof.O’Neill en collega's voor het eerst aan dat "itaconaat nodig is voor de activering van de ontstekingsremmende transcriptiefactor Nrf2 […] in muis- en menselijke macrofagen."
Ze toonden aan hoe itaconaat, door de productie van verschillende ontstekingseiwitten te veranderen, muizen beschermde tegen een soort dodelijke ontsteking die tijdens infectie kan ontstaan.
Een van de effecten van itaconaatproductie was het beperken van een ontstekingsreactie met type I-interferonen.
Type I-interferonen zijn een groep eiwitten die de immuunresponsen beïnvloeden die ontstaan tijdens infectie door virussen, bacteriën, schimmels en andere pathogenen.
Van de eiwitten is bekend dat ze bijzonder belangrijk zijn voor de verdediging tegen virussen. Ze kunnen echter bij sommige soorten infecties ook ongewenste reacties veroorzaken.
De auteurs concluderen dat hun bevindingen "aantonen dat itaconaat een cruciale ontstekingsremmende metaboliet is die via Nrf2 werkt om ontstekingen te beperken en type I interferonen te moduleren."
Omdat het de eerste is die de chemische reacties achter de ontstekingsremmende effecten van itaconaat beschrijft, vertegenwoordigt het onderzoek baanbrekend werk op het gebied van onderzoek naar ontstekingen.
De onderzoekers zijn nu van plan erachter te komen hoe ze de bevindingen kunnen gebruiken om nieuwe ontstekingsremmende medicijnen te maken.
"Deze ontdekking en de nieuwe onderzoekspaden die het heeft geopend, zullen ons enige tijd bezig houden, maar we hopen dat het op een dag een verschil zal maken voor patiënten met ziekten die moeilijk te behandelen blijven."
Prof. Luke O’Neill
Naast de onderzoekers van Trinity College Dublin werkten ook wetenschappers van de volgende instellingen samen: Harvard Medical School in Boston, MA; Johns Hopkins University in Baltimore, MD; de Universiteit van Cambridge, de Universiteit van Oxford en de Universiteit van Dundee, die allemaal in het Verenigd Koninkrijk zijn gevestigd; en het farmaceutische bedrijf GlaxoSmithKline.
