Kan het behandelen van deze immuuncellen IBD genezen?
Onderzoekers van de Universiteit van Alabama in Birmingham hebben ontdekt dat er een aparte groep cellen in het immuunsysteem is die ontstekingen in de darmen induceert en bestendigt.
Ze geloven dat de cellen, een soort effector CD4 T-cel, kunnen dienen als doelwit voor nieuwe behandelingen om inflammatoire darmaandoeningen (IBD) te verlichten of zelfs te genezen.
Hun bevindingen verhogen ook de mogelijkheid dat de cellen achter andere aandoeningen kunnen zitten waarbij het immuunsysteem gezond weefsel aanvalt, zoals reumatoïde artritis en type 1 diabetes.
Een studiepaper over hun werk is nu gepubliceerd in de Journal of Experimental Medicine.
"Onze hoop is", zegt senior studie auteur Laurie E. Harrington, universitair hoofddocent cel-, ontwikkelings- en integratieve biologie, "als we deze cellen zouden kunnen behandelen, zou het genezend kunnen zijn."
De ziekte van Crohn en colitis ulcerosa
IBD is een langdurige aandoening waarbij het maagdarmkanaal of de darmen ontstoken raken doordat het voortdurend wordt aangevallen door het immuunsysteem.
Er zijn twee hoofdtypen van IBD: colitis ulcerosa, waarbij voornamelijk de dikke darm ontstoken raakt; en de ziekte van Crohn, waarbij ontsteking overal in het maagdarmkanaal tussen de mond en de anus kan optreden.
Bij ongeveer 3 miljoen volwassenen in de Verenigde Staten is op een bepaald moment in hun leven de diagnose IBD gesteld.
Symptomen van IBD zijn onder meer: een dringende behoefte om naar de badkamer te gaan, diarree en bloeding uit het rectum, constipatie die kan leiden tot een verstopte darm, en krampen en pijn in de buik.
IBD moet niet worden verward met het prikkelbare darmsyndroom, waarbij darmbeschadiging niet het gevolg is van een ontsteking, en coeliakie, die wordt veroorzaakt door een bepaalde reactie op gluten.
Auto-immuniteit en ontsteking
Hoewel wetenschappers weten dat IBD een auto-immuunziekte is die wordt veroorzaakt door een defecte immuunrespons, blijven de exacte aard van de betrokken cellen en de werkingsmechanismen onduidelijk.
Het immuunsysteem van een zoogdier bevat een zeer grote verscheidenheid en een groot aantal cellen die met elkaar communiceren in een ingewikkeld netwerk van signalen.
Onder "normale" omstandigheden richt het immuunsysteem zich op ziekteverwekkers, zoals virussen en bacteriën, die schadelijk kunnen zijn voor het lichaam en elimineert deze voordat ze de kans krijgen om dat te doen. En als de ziekteverwekkers volledig zijn verwijderd, houden de immuunaanvallen op.
Maar soms kan het proces fout gaan en valt het immuunsysteem de eigen cellen van het individu aan alsof het ziekteverwekkers zijn.
Dit type reactie wordt auto-immuniteit genoemd en kan leiden tot blijvende ontstekingen en ziekten. We hebben veel te leren over hoe auto-immuniteit werkt op cellulair en moleculair niveau.
Prof. Harrington en haar collega's merken bijvoorbeeld op dat hoewel CD4 T-cellen "causaal verband houden met auto-immuunziekten en chronische ontstekingsaandoeningen", we niet weten welke celfuncties erbij betrokken zijn.
Studies van IBD hebben aangetoond dat CD4 T-cellen hoge niveaus van een signaalmolecuul genaamd interferon-gamma produceren in de ontstoken darm, maar ze zijn niet doorslaggevend over de rol van het molecuul.
CD4 T-cellen
Immuuncellen worden gevormd in het beenmerg uit ongedifferentieerde cellen, stamcellen genaamd, die zich kunnen delen en rijpen tot vrijwel elk type werkende immuuncel. De stamcellen hebben ook het vermogen om zich voortdurend te delen.
Terwijl ze differentiëren, passeren stamcellen het stadium van de voorlopercellen. Voorlopercellen lijken op stamcellen omdat hun lot nog niet vaststaat, maar er is een limiet aan het aantal keren dat ze zich kunnen delen.
Effector CD4 T-cellen zijn onrijpe immuuncellen die begonnen als stamcellen, maar zijn gepauzeerd in het progenitorstadium. Ze kunnen differentiëren in verschillende soorten werkende immuuncellen. Een daarvan is de T-helpercel, die is gekoppeld aan IBD.
Met behulp van een muismodel van colitis identificeerden prof. Harrington en haar team een "afzonderlijke populatie van effector CD4 T-cellen die in staat zijn om darmontsteking zowel in stand te houden als te verlenen."
Toen de wetenschappers ze in gezonde muizen transplanteerden, veroorzaakten de cellen de ontstekingsaandoening en hielden ze in stand.
Stamcel kenmerken
Toen de onderzoekers de genetische signatuur analyseerden van de effector CD4 T-cellen die colitis veroorzaakten, ontdekten ze dat het enkele stamcelkenmerken had. De handtekening was "consistent met" zelfvernieuwing en het vermogen om te ontsnappen aan een type geprogrammeerde celdood dat bekend staat als apoptose.
De wetenschappers ontdekten ook dat, net als stamcellen, de CD4 T-cellen van de effector voortdurend "interferon-gamma-producerende cellen in de ontstoken darm" aanvullen.
Een laatste reeks experimenten identificeerde een enzym genaamd glycosyltransferase dat deze stamcelkenmerken in de effector CD4 T-cellen lijkt aan te zetten.
"We denken dat deze cellen in een aantal auto-inflammatoire ziekten kunnen voorkomen."
Prof. Laurie E. Harrington
