Kanker: het verwijderen van twee moleculen verhoogt de immuunrespons
Volgens een nieuwe studie kan het verwijderen van twee sleutelmoleculen immuuncellen een broodnodige boost geven in de strijd tegen kanker en infecties. Deze resultaten hebben belangrijke implicaties voor de immunotherapie van kanker en een mogelijke genezing van hiv.
Ons immuunsysteem beschikt over een rijk arsenaal aan "wapens" die het kan gebruiken in de strijd tegen ziekten.
Zogenaamde CD8 T-cellen maken deel uit van dit arsenaal. In het geval van een infectie door virussen of bacteriën, worden CD8 T-cellen verzonden om de geïnfecteerde cellen te vernietigen.
CD8 T-cellen, ook wel cytotoxische T-lymfocyten genoemd, spelen ook een sleutelrol in de strijd tegen kanker en bij het gebruik van immunotherapie tegen tumoren.
CD8 T-cellen kunnen kwaadaardige cellen herkennen en doden door cytokines uit te scheiden en cytotoxische stoffen vrij te geven. Wanneer de kanker echter te sterk is, kunnen deze cellen overweldigd raken.
Nieuw onderzoek heeft mogelijk een manier gevonden om deze cellen de kracht te geven die ze nodig hebben om door te vechten.
Shomyseh Sanjabi, een assistent-onderzoeker aan de Gladstone Institutes en een universitair hoofddocent microbiologie en immunologie aan de Universiteit van Californië, San Francisco, leidde de nieuwe studie, die werd gepubliceerd in het tijdschrift PNAS.
Effectorcellen en geheugencellen
Sanjabi legt de motivatie voor het onderzoek uit door te zeggen: "Het probleem is dat CD8 T-cellen vaak uitgeput zijn bij kanker en chronische infecties zoals HIV, dus sterven ze af of werken ze niet meer naar behoren."
"Ik heb geprobeerd beter te begrijpen hoe deze cellen zich ontwikkelen om manieren te vinden om ze te helpen hun functie terug te krijgen en langer te leven," voegt ze eraan toe.
Zoals de onderzoekers uitleggen, gaan CD8 T-cellen in de eerste fase van de strijd tegen ziekteverwekkers - of "vreemde indringers" zoals bacteriën of virussen - in de "effectorcel" -modus. Als effectorcellen vermenigvuldigen ze zich zeer snel en 'marcheren' ze snel naar de plaats van de schade.
Echter, zodra ze hun taak vervullen, de geïnfecteerde cellen doden en de ziekteverwekker verwijderen, zijn de meeste effectorcellen "geprogrammeerd" om te sterven. Op deze manier vermijdt het immuunsysteem de situatie waarin "overijverige" immuuncellen uw eigen lichaam gaan aanvallen.
Er zijn echter ook effectorcellen die overleven. Deze evolueren tot zogenaamde geheugenimmuuncellen, wiens rol het is om de ziekteverwekker waarmee ze te maken hadden te 'onthouden', zodat ze de volgende keer dat ze ermee geconfronteerd worden sneller en effectiever kunnen reageren.
Sanjabi en team vermoedden dat twee moleculen, Sprouty (Spry) 1 en Spry 2 genaamd, deze transformatie van effectorcellen naar geheugencellen zouden beïnvloeden. Dus verwijderden zij en haar collega's de genen die verantwoordelijk zijn voor deze moleculen in de CD8 T-cellen van muizen.
De positieve effecten van het verwijderen van Spry 1 en 2
De onderzoekers onthulden dat, toen Spry 1 en 2 werden verwijderd, meer effector CD8 T-cellen overleefden en in geheugencellen veranderden. Niet alleen dat, maar de daaropvolgende geheugencellen waren sterker en beter in staat om te beschermen tegen ziekteverwekkers dan normale geheugencellen.
Ten slotte had het uitputten van de immuuncellen van de twee moleculen ook invloed op hoe de cellen hun energie gebruikten. Eerste studie auteur Hesham Shehata legt uit dat, in tegenstelling tot effectorcellen, geheugencellen voor hun overleving afhankelijk zijn van een andere energiebron: vetten in plaats van suiker.
Shehata legt ook uit waarom dit buitengewoon belangrijk is. "Tumorcellen gebruiken veel glucose, dus effectorcellen hebben moeite om te overleven in de tumoromgeving omdat ze niet over een voldoende energiebron beschikken."
"Hoewel geheugencellen over het algemeen niet afhankelijk zijn van glucose," zegt hij, "suggereert onze studie dat effectorcellen zonder Sprouty 1 en 2 minder glucose verbruiken, zodat ze zouden kunnen overleven en veel beter zouden kunnen functioneren in een tumoromgeving."
Gevolgen voor kanker, HIV-infecties
"Door licht te werpen op de rol van Sprouty 1 en 2, onthulde ons werk een andere laag van de onderliggende biologie van T-cellen", vervolgt Shehata.
“Cellen zonder Sprouty 1 en 2 hebben een enorm potentieel, niet alleen om tumoren te bestrijden, maar ook chronische virale infecties. Het is opwindend dat ons onderzoek in meerdere contexten kan worden toegepast. "
Hesham Shehata
Inderdaad, geheugenimmuuncellen die worden versterkt door het verwijderen van de twee moleculen, kunnen mogelijk HIV in zijn latente vorm detecteren en doden. Deze sluimerende vorm van het virus was een van de belangrijkste obstakels bij het genezen van hiv.
Bij kanker hebben studies het belang van geheugencellen bij immunotherapie aangetoond. Specifiek wordt gesuggereerd dat het reactiveren van geheugen CD8 + T-cellen cruciaal is om terugval te voorkomen.
"Er is grote belangstelling binnen de wetenschappelijke gemeenschap", merkt Sanjabi op, "om de ontwikkeling en functie van CD8 T-geheugencellen te verbeteren, die beter werken voor immuuntherapieën dan effector-T-cellen." Ze verwijst verder naar CAR T-celtherapie, een innovatieve vorm van immunotherapie die steeds meer aandacht krijgt.
"Onze bevindingen", vervolgt ze, "zouden een kans kunnen bieden om toekomstige engineering van CAR T-cellen tegen tumoren te verbeteren. Dit zou mogelijk kunnen worden gebruikt in combinatie met een genoom-bewerkingstechniek zoals CRISPR die de Sprouty 1- en 2-moleculen uit de cellen zou verwijderen om ze effectiever te maken. "
