De studie zal helpen bij het begrijpen van, en toekomstig onderzoek naar deze immuunstoornis, waaronder de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa. Ongeveer 1,6 miljoen Amerikanen hebben inflammatoire darmaandoeningen.
Interleukine-10, of IL-10, stond al bekend als een belangrijke speler in het voorkomen van darmontsteking door het tot stand brengen en handhaven van immuunhomeostase in de darm, waar het van vitaal belang is voor de gastheer om vreedzaam samen te leven met normale darmmicroben, terwijl het immuunsysteem nog steeds op wacht staat tegen ziekteverwekkers. IL-10 wordt geproduceerd door CD4+ T-regulerende cellen in de darm.
ICOS-ligand, of ICOSL, komt tot expressie op B-cellen en dendritische cellen van het immuunsysteem, en het helpt de activering en differentiatie van T-cellen te beheersen, twee stappen van de immuunrespons van de gastheer op microben en microbiële pathogenen. Zowel IL-10 als ICOSL hebben bekende risico-allelen voor inflammatoire darmaandoeningen, maar hun synergetische interactie was niet bekend.
Het onderzoek, gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences, werd geleid door Craig Maynard, doctoraat, assistent-professor aan de Universiteit van Alabama bij de afdeling Pathologie van Birmingham.
collectief, onze gegevens identificeren een synergie tussen twee inflammatoire darmziekte-gerelateerde routes - van T-cellen afgeleide IL-10 en ICOSL-afhankelijke anti-commensale antilichamen - die mutualisme met de darmmicrobiota bevordert. Verder, we identificeren ICOSL-deficiëntie als een effectief platform voor het verkennen van de functies van anti-commensale antilichamen in het mutualisme van gastheer en microbiota."
Craig Maynard, doctoraat, Assistent professor, Afdeling Pathologie, Universiteit van Alabama in Birmingham
In mensen, volledige deficiëntie van ICOSL of de ICOS-receptor waaraan ICOSL bindt, veroorzaakt een gecombineerde immunodeficiëntie met herhaalde bacteriële en virale infecties. In tegenstelling tot, muizen met ICOSL- of ICOS-receptordeficiënties behouden een gezonde darmhomeostase onder specifieke pathogeenvrije omstandigheden.
In de huidige studie, de UAB-onderzoekers ontdekten dat ICOSL-deficiënte muizen - zoals de ICOS-receptor-deficiënte muizen die Maynard's groep eerder heeft bestudeerd - verhoogde frequenties en aantallen IL-10-producerende CD4+ T-cellen herbergden, vooral in het proximale colon.
Toen onderzoekers tijdelijk de IL-10-producerende cellen in de ICOSL-deficiënte muizen uitputten, ze zagen een opvallende verandering - het snelle begin van ernstige ontstekingen in de proximale dikke darm.
Terwijl het aantal IL-10-producerende CD4+ T-cellen was verhoogd in de ICOSL-deficiënte muizen, het aantal colon-geassocieerde T-folliculaire helpercellen en de plasmacellen die immunoglobuline A en immunoglobuline G produceren, of IgA en IgG respectievelijk, waren afgenomen.
De muizen hadden ook een dramatische vermindering van antilichamen tegen normale darmmicroben, waaronder een beperkte herkenning van antigenen die betrokken zijn bij de progressie van inflammatoire darmziekte. Deze omvatten flagelline-antigenen afgeleid van verschillende leden van de familie Lachnospiraceae.
Van deze bacteriën is bekend dat ze verrijken in de met slijm geassocieerde gemeenschappen van de darm, en patiënten met de ziekte van Crohn hebben antilichamen tegen twee van de Lachnospiraceae flagelline-antigenen.
De muizen hadden ook verminderde IgA- en IgG-antilichamen die gericht waren op antigenen van meerdere soorten anaërobe bacteriën waarvan bekend is dat ze geassocieerd zijn met actieve inflammatoire darmaandoeningen.
Gelijktijdige ablatie van beide routes, ICOSL en IL-10, bij pasgeboren muizen veroorzaakte ernstige colitis met tekenen van ziekte al na vier weken, als de muizen werden gefokt met ICOSL-deficiënte moederdieren.
Echter, deze vroege darmontsteking werd vertraagd toen de pasgeboren muizen werden gefokt door ICOSL-voldoende moederdieren, met een beschermende rol voor maternale antilichamen.
Maynard zegt dat de algemene resultaten suggereren dat inductie van ICOSL-afhankelijke antilichamen en van T-cellen afgeleide IL-10 gelijktijdige gastheeraanpassingen kunnen zijn aan de microbiële bezetting van een nis nabij het epitheel in de darm. "Toekomstige verkenning van de specifieke microben die deze reacties aansturen, " hij zei, "zou mogelijk nieuwe antigeen-specifieke benaderingen kunnen identificeren om de mucosale immuunafweer te versterken."