Neue Studie hilft bei der Entwicklung von Behandlungen, die auf Entzündungen abzielen, ohne die Darmfunktion zu beeinträchtigen

Eine Art von Immunzellen, die zu entzündlichen Darmerkrankungen beitragen, gibt es in zwei Formen:'gut und schlecht'. Eine neue Crick-geführte Studie in Immunität hat diese unterschiedlichen Populationen charakterisiert, Dies könnte Wissenschaftlern helfen, Behandlungen zu entwickeln, die auf Entzündungen abzielen und gleichzeitig eine gesunde Darmfunktion erhalten.

Diese beiden Populationen sind mit Arbeiter- und Soldatenameisen verwandt, spielen je nach Kontext unterschiedliche Rollen.

Die „Arbeiterameisen“-Population von Immunzellen kommt auf natürliche Weise im Darm vor und trägt zur Gesunderhaltung der Darmschleimhaut bei. Die andere Population wird als Reaktion auf eine Infektion durch einen Krankheitserreger ausgelöst. Ähnlich wie Soldatenameisen, diese Immunzellen werden gerufen, um Infektionen zu bekämpfen, von Lymphknoten - wo sie produziert werden - in den Darm und andere Körperteile wandern, um die eindringenden Krankheitserreger anzugreifen. Obwohl sie notwendig sind, um Infektionen zu bekämpfen, diese Zellen können eine übermäßige Entzündung verursachen.

Durch die Untersuchung der Unterschiede zwischen diesen beiden Zellpopulationen bei Mäusen, ein multidisziplinäres Forschungsteam hat potenzielle Wege aufgezeigt, um die Zellen anzugreifen, die mit immun-entzündlichen Erkrankungen in Verbindung stehen, während diejenigen geschont werden, die helfen, den Darm gesund zu halten.

„Unsere Ergebnisse können dazu beitragen, dass zukünftige Therapien für entzündliche Erkrankungen, die auf diese Zellen abzielen, nicht versehentlich die für die Darmgesundheit wichtige ansässige Darmpopulation schädigen. " sagt Gitta Stockinger, Crick-Gruppenleiter und leitender Autor des Papiers.

Die Ergebnisse könnten auch erklären, warum Versuche, die von diesen Zellen freigesetzten Moleküle gezielt anzugreifen, bei entzündlichen Erkrankungen der Haut (wie Psoriasis) und des Nervensystems (wie Multiple Sklerose) erfolgreich waren, aber bei darmspezifischen Erkrankungen wie Morbus Crohn gescheitert sind.

T-Helfer-17 (Th17)-Zellen spielen eine bekannte Rolle bei entzündlichen Erkrankungen, sondern helfen auch, die Darmschleimhaut gesund zu halten. Frühere Studien, die versuchten, zwischen diesen beiden Funktionen zu unterscheiden, haben Th17-Zellen isoliert in Kulturschalen untersucht. die komplexe Biologie des Immunsystems und des Mikrobioms im Körper nicht nachzuahmen.

In dieser Studie, Forscher des Crick and King's College London untersuchten Th17-Zellen in Mäusen, die entweder durch harmlose Mikroben aktiviert werden, die normalerweise im Darm vorhanden sind (Darmflora), oder ein Darmpathogen, das einem E.coli-Typ beim Menschen äquivalent ist. Sie verwendeten genetisch veränderte Mäuse, bei denen aktivierte Th17-Zellen fluoreszenzmarkiert sind, markieren Sie sie für die weitere Analyse.

Die durch die Darmflora aktivierten Th17-Zellen behielten ihre Funktion als Schutzbarriere und verursachten keine Entzündung. Im Gegensatz, die erregeraktivierten Th17-Zellen setzten stark proinflammatorische Signale frei und verursachten weit verbreitete Entzündungen.

Um zu zeigen, dass sich die beiden Populationen im Darm unterscheiden, Das Team infizierte die Darmflora aktivierte Th17-Mäuse mit dem Erreger und verwendete ein Medikament, um zu verhindern, dass neue Th17-Zellen in den Darm wandern. Die analysierten Th17-Zellen waren nicht entzündlich, Dies bestätigt, dass sich die residenten Th17-Zellen von Pathogen-aktivierten Th17-Zellen unterscheiden und eine andere Rolle im Körper spielen. Jedoch, Die Blockierung der Invasion der Th17-Kämpferzellen in den Darm verhinderte, dass die Mäuse die Infektion erfolgreich abwehren konnten.

„Th17-Zellen haben eindeutig viele Aufgaben im Körper – und wir brauchen sie, um Infektionen abzuwehren und unseren Darm gesund zu halten. " sagt Gitta. "Jede Behandlung einer entzündlichen Erkrankung müsste den abnormalen Angriff von Th17-Zellen auf gesundes Gewebe dämpfen. ohne Verdauungsprobleme oder die Unfähigkeit, Keime abzuwehren."

Computeranalyse von Saeed Shoaies Gruppe am King's College London, kombiniert mit zellbiologischen Analysen der Gruppe von Max Gutierrez am Crick, zeigten, dass die beiden Zellpopulationen Nährstoffe auch unterschiedlich verstoffwechseln. Die Flora-aktivierten Th17-Zellen hatten eine minimale Stoffwechselaktivität, ähnlich wie bei Immunzellen, die ruhen, bis sie reagieren müssen. Im Gegensatz, die erregeraktivierten Th17-Zellen waren sehr stoffwechselaktiv, ein Stoffwechselprofil aufweisen, das typisch für Zellen ist, die Entzündungen verursachen.

Die Unterschiede, die wir im Stoffwechsel dieser beiden Zellpopulationen entdeckt haben, geben uns eine neue Möglichkeit, selektiv die pathogenen Zellen anzugreifen, während die Darmbewohner intakt bleiben. Dies könnte die Grundlage für erfolgreichere Behandlungen von Morbus Crohn und anderen Erkrankungen bilden, wo das Targeting von Th17-Zellen im Darm die Symptome tatsächlich verschlimmern kann."

Sara Omenetti, Crick Postdoc und Erstautor des Papers

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