Hoe het 'immuungeheugen' van de hersenen kan leiden tot de ziekte van Alzheimer
Een nieuwe studie toont aan dat microglia, de immuuncellen van het centrale zenuwstelsel, ontstekingen kunnen "onthouden". Dit 'geheugen' beïnvloedt hoe de cellen reageren op nieuwe prikkels en omgaan met giftige plaque in de hersenen, een marker van de ziekte van Alzheimer.
Microglia, ook wel "aaseters" -cellen genoemd, "zijn de primaire immuuncellen van het centrale zenuwstelsel."
Als de belangrijkste speler in de immuniteit van de hersenen, worden microglia naar de plaats van infectie of letsel gestuurd, waar ze giftige stoffen of ziekteverwekkers bestrijden en nutteloze cellen verwijderen.
Het is echter ook bekend dat deze cellen een negatieve rol spelen bij neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, ischemische beroerte en traumatisch hersenletsel.
Een recente studie toonde bijvoorbeeld aan dat wanneer microglia overactief zijn, ze giftige plaques verslinden samen met synapsen, wat vermoedelijk leidt tot de neurodegeneratie die wordt waargenomen bij de ziekte van Alzheimer.
Bovendien overleven microglia heel lang, waarbij sommige cellen meer dan 2 decennia meegaan.
Ook "[s] studies hebben aangetoond dat infectieziekten en ontstekingen die je tijdens je leven hebt opgelopen, de ernst van de ziekte van Alzheimer veel later in het leven kunnen beïnvloeden", legt hoofdonderzoeker Jonas Neher uit, een experimenteel neuroimmunologisch onderzoeker bij het Duitse Centrum voor Neurodegeneratieve Ziekten in Tübingen. .
Samen leidden deze waarnemingen ertoe dat Neher zich afvroeg "of een immunologisch geheugen in deze langlevende microglia dit [Alzheimer] risico zou kunnen communiceren."
Om deze vraag te beantwoorden, onderzocht het team de immuunrespons van deze hersencellen bij muizen. De bevindingen zijn in het tijdschrift gepubliceerd Natuur.
‘Getrainde’ versus ‘tolerante’ immuuncellen
Neher en collega's veroorzaakten verschillende keren ontstekingen bij muizen en bestudeerden het effect dat het had op hun microglia. De onderzoekers veroorzaakten twee verschillende toestanden in de scavenger-cellen van de hersenen: 'training' en 'tolerantie'.
Zo 'trainde' de eerste ontstekingsprikkel die de onderzoekers toepasten de immuuncellen om sterker te reageren op de tweede ontstekingsprikkel. Maar bij de vierde stimulus waren de cellen tolerant geworden voor ontstekingen en reageerden ze nauwelijks.
Zo werd het duidelijk dat microglia een eerdere ontsteking kan "herinneren".
De wetenschappers wilden vervolgens weten welke rol dit geheugen speelt in hoe de microglia reageren op de opbouw van amyloïde plaque in de hersenen, wat een kenmerk is van de ziekte van Alzheimer. Dus onderzochten ze de activiteit van microglia bij muizen met de ziekte van Alzheimer.
Neher en team ontdekten dat getrainde immuuncellen de ziekte op de lange termijn verergerden. Maanden na hun eerste ontstekingsprikkel versterkte microglia de productie van giftige plaques. Tolerante microglia daarentegen verminderde de vorming van tandplak.
"Onze resultaten identificeren het immuungeheugen in de hersenen als een belangrijke modificator van neuropathologie", leggen de onderzoekers uit.
Ontsteking kan de hersenen herprogrammeren
Bovendien wilden de onderzoekers weten of dit immuungeheugen een epigenetisch spoor achterliet - dat wil zeggen, of de herinnering aan een ontsteking chemische veranderingen in het DNA van de cellen zou veroorzaken.
DNA-analyses lieten zien dat maanden na de eerste inflammatoire stimulus zowel 'getrainde' als 'tolerante' cellen epigenetische veranderingen hadden die sommige genen activeerden en andere uitschakelden.
Dergelijke epigenetische veranderingen beïnvloedden het vermogen van de microglia om giftige plaques in de hersenen op te ruimen.
"Het is mogelijk dat ook bij mensen ontstekingsziekten die zich voornamelijk buiten de hersenen ontwikkelen, epigenetische herprogrammering in de hersenen kunnen veroorzaken", speculeert Neher.
Als dit waar is, zou dit verklaren waarom ontstekingsziekten zoals artritis - en ziekten waarvan is aangenomen dat ze ontstekingsremmend zijn, zoals diabetes - het risico op de ziekte van Alzheimer verhogen.
Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om te onderzoeken of microglia bij mensen op dezelfde manier worden veranderd. Als dat het geval is, kan dit de deur openen naar innovatieve therapieën.
