Deze immuuncellen vernieuwen zichzelf na acuut nierletsel
Een nieuwe studie bij muizen toont aan dat sommige immuuncellen in de nieren zichzelf 'vernieuwen' na acuut nierletsel en een ontwikkelingsstatus bereiken die vergelijkbaar is met die bij pasgeborenen. De bevindingen kunnen helpen bij het ontwikkelen van therapieën waarmee de nieren kunnen genezen na een blessure.
Acuut nierletsel (AKI) beschrijft een plotseling verlies van nierfunctie en treft meestal mensen die al in het ziekenhuis zijn opgenomen.
AKI treedt meestal op als gevolg van een andere ziekte of medicijn, hoewel de aandoening ook gezonde mensen kan treffen.
Schattingen tonen aan dat ongeveer "tweederde van de ernstig zieke patiënten" AKI ontwikkelt, waardoor het risico op overlijden boven de 60 procent stijgt.
Bovendien neemt de incidentie van AKI toe. Volgens de National Institutes of Health (NIH) is het aantal AKI-gevallen dat dialyse nodig heeft de afgelopen tien jaar elk jaar met 10 procent gestegen. Het aantal AKI-gerelateerde sterfgevallen is ook verdubbeld, meldt het NIH.
De behoefte aan effectievere AKI-behandelingen is dus dringend, en nieuw onderzoek brengt ons dichter bij de ontwikkeling van dergelijke therapieën.
Bij AKI kan nierweefsel niet genezen, wat leidt tot nierstoornissen. Wetenschappers van de Universiteit van Alabama in Birmingham (UAB) werken echter aan nieuwe manieren om genezing te bevorderen.
Dr. Anupam Agarwal, directeur van de Afdeling Nefrologie van de UAB-afdeling Geneeskunde, leidde samen met James George, Ph.D., een professor aan de UAB-afdeling Heelkunde, de nieuwe studie. Het is gepubliceerd in het tijdschrift JCI Insight.
Het onderzoeksteam ontdekte dat immuuncellen, macrofagen genaamd, tijdens AKI terugkeren naar een ontwikkelingsstatus. Deze cellen kunnen worden gebruikt om de genezing van nierweefsel te stimuleren.
Hoe macrofagen post-AKI herprogrammeren
Om de soorten cellen te onderzoeken die in beschadigde nieren voorkomen, gebruikten de onderzoekers een proces dat parabiose wordt genoemd - waarbij ze de cardiovasculaire systemen van twee organismen, in dit geval twee muizen, samenvoegen.
Het team deed dit om te bepalen of de macrofagen die ze na AKI in de nieren vonden het gevolg waren van andere cellen die de nieren waren binnengedrongen als reactie op schade of dat ze voortkwamen uit "nier-residente macrofagen" die zichzelf vernieuwden.
De wetenschappers sloten zich gedurende 4 weken aan bij de bloedsomloop van de knaagdieren, waarin ze AKI in een van de muizen veroorzaakten door 'bilaterale ischemie / reperfusie' op te wekken.
De immuuncellen van de knaagdieren hadden verschillende markers, waardoor de onderzoekers de cellen konden volgen die na AKI de nieren waren binnengedrongen.
Dr. Agarwal en het team merkten op dat de binnenvallende cellen heel weinig bijdroegen aan de nier-residente macrofagen die na AKI in de nieren worden aangetroffen.
Daarom is "de vernieuwende bron van [nier-resident macrofagen] na AKI voornamelijk in situ vernieuwing, in tegenstelling tot infiltratie van macrofaagprecursoren uit het bloed", concluderen de auteurs, die ook enkele van de mechanismen beschrijven die de bevindingen kunnen verklaren.
Nier-residente macrofagen, merken de onderzoekers op, "ondergaan transcriptionele herprogrammering in de richting van een ontwikkelingsstatus na een blessure." Deze herprogrammering leidt tot het tot expressie brengen van een genprofiel dat vergelijkbaar is met dat van nier-residente macrofagen in 7 dagen oude muizen.
De immuuncellen hadden ook grotere niveaus van Wnt-signalering. Onderzoekers begrijpen dat deze route de sleutel is voor de ontwikkeling van de nieren bij muizen en mensen.
Implicaties voor nieuwe AKI-therapieën
Betreffende de bevindingen merkt Jeremie M. Lever, een van de eerste auteurs van het onderzoek, op: "macrofaagbiologie heeft een cruciaal punt bereikt."
"Veel fundamentele wetenschappelijke onderzoeken hebben het belang [van] weefselbewonende macrofagen voor genezing na verwonding gesuggereerd, maar [de] ontwikkeling van therapieën die deze bevorderen, bevindt zich nog in de beginfase", vervolgt hij.
"Om deze cellen met succes te kunnen gebruiken voor hedendaagse translationele interventies, moeten we specifiek zijn over de oorsprong - weefselbewoner versus infiltratief - van de cellen die we willen aanvallen," legt Lever uit.
Co-eerste auteur Dr. Travis D. Hull, Ph.D., zegt: "Dit werk toont aan dat weefselbewonende macrofagen dezelfde plasticiteit bezitten die is aangetoond in andere immunologische celtypen."
"Bovendien is dit vermogen om te herprogrammeren tot een vroeg ontologisch fenotype een potentiële weg voor therapeutische interventie, als de cellulaire signalen en mechanismen van deze herprogrammering volledig kunnen worden opgehelderd."
Dr. Travis D. Hull, Ph.D.
"Dit is een opwindende ontwikkeling op het gebied van [AKI]," zegt Hull, eraan toevoegend dat het "ook een therapeutisch doelwit kan zijn op gebieden zoals transplantatie, waar het belang van macrofaagbiologie minder goed wordt begrepen."
