Hoe het immuunsysteem van de darmen voedt en beschermt
De darmen van zoogdieren laten voedingsstoffen door naar de rest van het lichaam en voorkomen dat de meeste schadelijke bacteriën hetzelfde doen. Nieuw onderzoek bij muizen laat nu zien hoe dit mogelijk is, wat implicaties suggereert voor het ontwerp en de aflevering van geneesmiddelen.
Zoogdieren, inclusief mensen, hebben twee darmen - de kleine en de grote - als onderdeel van hun spijsverteringsstelsel. Deze darmen vormen samen het onderste maagdarmkanaal en spelen een cruciale rol bij de spijsvertering en uitscheiding.
In het onderste deel van het maagdarmkanaal wordt gedeeltelijk verteerd voedsel uit de maag verder afgebroken tot de samenstellende voedingsstoffen, die vervolgens via de darmwand in de bloedbaan terechtkomen, zodat ze verschillende organen en delen van het lichaam kunnen bereiken.
Tegelijkertijd voorkomt de darmwand echter dat de meeste schadelijke stoffen het bloed passeren en infecteren. Maar hoe gaat het gebeuren? Dit is de vraag die onderzoekers van de Rockefeller University in New York, NY, hebben proberen te beantwoorden door een voorstudie bij muizen uit te voeren.
Het onderzoek - waarvan de bevindingen in het tijdschrift verschijnen Natuur - laat een essentieel onderscheid zien in de structuur en organisatie van het immuunsysteem van de darmen, waardoor bepaalde delen van de darmen meer geneigd zijn een immuunrespons op te bouwen tegen pathogenen (schadelijke agentia) dan andere delen.
"Op het eerste gezicht lijkt de darm overal uniform", legt studie-auteur Daniel Mucida uit.
"Maar we hebben een geavanceerd functioneel systeem gevonden onder de oppervlakte, georganiseerd in segmenten om verschillende immuunsysteemfuncties op verschillende locaties mogelijk te maken."
Daniel Mucida
Nieuwe ontdekkingen en klinische implicaties
Om beter te begrijpen hoe de darmen "screenen" op schadelijke bacteriën en ze op afstand houden, keken de onderzoekers naar darmafvoerende lymfeklieren bij muizen. Deze structuren helpen bij het opbouwen van een immuunrespons tegen ziekteverwekkers en zorgen ervoor dat ze niet door de darmwand gaan.
De onderzoekers hebben twee belangrijke bevindingen gedaan: ten eerste dat verschillende darmlymfeklieren verschillende celsamenstellingen hebben, en ten tweede dat deze afhangen van waar ze zich in het onderste deel van het maagdarmkanaal bevinden.
Om erachter te komen hoe verschillende lymfeklieren reageerden op ziekteverwekkers, introduceerden de onderzoekers Salmonella enterica in het lef van de muizen. Door dit te doen, zagen ze dat sommige lymfeklieren een grotere kans hadden om een immuunrespons tegen de bacterie op te bouwen dan andere.
Concreet waren het de lymfeklieren in de dikke darm (colon) die reageerden tegen de Salmonella, zodat het de rest van het systeem niet heeft geïnfecteerd.
Daarentegen speelden de lymfeklieren in de dunne darm meer een rol bij het opnemen van voedingsstoffen en deze in de bloedbaan af te geven.
De onderzoekers leggen uit dat deze scheiding zinvol is: zodra de dunne darm de voedingsstoffen heeft opgenomen, kunnen de lymfeklieren in de dikke darm eventuele ziekteverwekkers aanvallen en elimineren.
Mucida en collega's wijzen er ook op dat als ze weten welk deel van de darmen de sterkste immuunrespons kan opwekken, onderzoekers betere therapeutische strategieën kunnen bedenken voor gastro-intestinale aandoeningen.
Bovendien zouden de huidige onthullingen de weg kunnen banen om de effectiviteit van orale vaccins te vergroten, die tot dusver niet in staat waren om voldoende immuunresponsen te genereren.
Na de bevindingen van de huidige studie in overweging te hebben genomen, zijn de auteurs van mening dat orale vaccins mogelijk niet effectief zijn omdat hun actieve ingrediënten in contact komen met immuunsysteemelementen in de dunne darm, die niet in staat zijn om een robuuste immuunrespons op te bouwen.
"In theorie zou het richten op het verre uiteinde van de darm efficiënter kunnen zijn in het opwekken van de vereiste immuunrespons", merkt Mucida op, eraan toevoegend dat "[i] als we het juiste deel van de darm benutten, we misschien zien dat sommige vaccins werken die hebben eerder gefaald. "
