Woonachtig in omgevingsinterfaces, de epitheliale weefsels van het lichaam vertegenwoordigen potentiële toegangspoorten voor pathogenen. Deze weefsels worden ook van nature gekoloniseerd door een complexe gemeenschap van bacteriën, virussen, schimmels en parasieten, en dit staat bekend als het microbioom. Het is goed mogelijk dat, in de loop van de evolutie, permanente interacties met deze micro-organismen resulteerden in de ontwikkeling van robuuste signaalroutes die het lichaam helpen beschermen. Een team van onderzoekers onder leiding van Prof. Dr. Andreas Diefenbach, Directeur van het Instituut voor Microbiologie van Charité, Infectieziekten en Immunologie, hebben de rol van het microbioom bestudeerd in de immuunrespons van het lichaam tegen schadelijke pathogenen en de resulterende effecten op signaalroutes.
Aanwezigheid van een infectie triggert de immuunrespons van het lichaam. Een sleutelrol in dit proces wordt gespeeld door 'conventionele dendritische cellen' (cDC's). Deze maken deel uit van het aangeboren immuunsysteem van het lichaam en dragen een reeks patroonherkenningsreceptoren, waardoor ze snel binnendringende ziekteverwekkers kunnen detecteren. De eerste reactie van de cellen omvat de afgifte van cytokinen, signaaleiwitten die immuuncellen naar de plaats van infectie lokken. Tegelijkertijd, deze cellen gebruiken ook fagocytose om invasieve pathogenen op te slokken en te verteren, waarna ze individuele deeltjes als antigenen op hun celoppervlak presenteren. Dit, beurtelings, leidt tot de activering van T-cellen (die deel uitmaken van het adaptieve immuunsysteem) en resulteert in een gerichte immuunrespons. In tegenstelling tot, wanneer T-celactivering wordt geactiveerd door cDC's die endogene antigenen presenteren, dit leidt tot een gebrekkige en ongewenste immuunrespons en resulteert in auto-immuunziekten.
Het team van onderzoekers onder leiding van prof. Diefenbach ontdekte dat cDC's niet in staat zijn om immuunreacties op te wekken in steriele omstandigheden (d.w.z. bij kiemvrije muizen). De onderzoekers concludeerden dat cDC's informatie moeten ontvangen terwijl de cel zich in zijn 'basale staat' bevindt (die wordt gekenmerkt door de afwezigheid van infectie) en dat deze informatie uit het microbioom moet komen. Deze microbioom-afgeleide signalen prikken cDC's voor een toekomstige reactie tegen pathogenen.
We willen de aard van de continue effecten van het microbioom op de CDC-functie begrijpen. In dit onderzoek, dat hebben we kunnen laten zien, in hun basale staat, deze gespecialiseerde immuuncellen zijn onderhevig aan de ononderbroken microbioom-gecontroleerde signalering van type I interferonen (IFN-I)."
Prof. Andreas Diefenbach, die ook een Einstein-hoogleraarschap in de microbiologie heeft en de Mucosal Immunology Research Group van de DRFZ leidt
Interferonen zijn cytokinen, d.w.z. speciale signaalmoleculen waarvan bekend is dat ze een rol spelen bij antivirale activiteit. "Tot nu, we wisten maar weinig over de rol van IFN-I in de basale toestand. cdc's, die deze IFN-I-signalering niet ontvangen tijdens de basale toestand, niet de fysiologische functies kunnen vervullen die ze vervullen als onderdeel van de strijd van het lichaam tegen ziekteverwekkers, " legt de microbioloog uit. Onderzoeksresultaten suggereren dat het microbioom de fitheid van ons immuunsysteem controleert. Het oefent deze controle uit door het immuunsysteem in een staat van 'gereedheid' te brengen om zijn reactie op ziekteverwekkers te versnellen?.
De onderzoekers gebruikten verschillende diermodellen om inzicht te krijgen in de manier waarop het microbioom-gecontroleerde IFN-I basal-state cDC's klaarmaakt voor toekomstige gevechten. Met behulp van sequencing-technologie, de onderzoekers konden de epigenomen en transcriptomen van cDC's van kiemvrije dieren vergelijken met die van controledieren en dieren met een tekort aan IFN-I-receptoren. De onderzoekers wilden weten wat er op moleculair niveau gebeurt in cDC's als ze niet meer worden blootgesteld aan IFN-I. De observaties van de onderzoekers beschrijven, de eerste auteur van de studie, Laura Schaup, zegt:"Interessant, toen we keken naar cDC's van kiemvrije dieren en die zonder IFN-I-signalering, we konden lage expressieniveaus waarnemen tussen genen die betrokken zijn bij de mitochondriale ademhalingsketen." De Charité-onderzoeker voegt toe:"Verdere analyses onthulden dat het cellulaire metabolisme van cDC's van kiemvrije dieren disfunctioneel is, waardoor ze geen immuunrespons kunnen initiëren. De cellen missen effectief de brandstof die nodig is om te reageren op ziekteverwekkers." Dit suggereert dat het microbioom van cruciaal belang is voor het functioneren van cDC's. Het lijkt essentieel voor het vermogen van cDC's om een effectieve reactie op bacteriële of virale infecties op te zetten, inclusief reacties gemedieerd door T-cellen.??
De bevindingen van de onderzoekers kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe therapeutische benaderingen. Veel auto-immuunziekten, zoals systemische lupus erythematosus, worden veroorzaakt door een verhoogde productie van IFN-I. Andere studies hebben aangetoond dat het microbioom de effectiviteit van checkpointremmers bij kankerimmunotherapieën beïnvloedt. "Deze verschijnselen zullen voor ons van groot belang blijven, " zegt prof. Diefenbach. "Bijvoorbeeld, is het mogelijk om de samenstelling van het microbioom zodanig te veranderen dat de beschikbaarheid van IFN-I wordt verminderd, daardoor een positieve invloed uitoefenen op auto-immuunziekten? Of is het misschien mogelijk om de respons op kankerimmunotherapieën te verbeteren door een positieve invloed uit te oefenen op de onderliggende IFN-I-productie?" Het team van onderzoekers is nu van plan om verdere studies uit te voeren die deze vragen zullen onderzoeken.
Mensen met IBS-symptomen die waarschijnlijk een laag vitamine D-gehalte hebben,
Genetica kan de samenstelling van het microbioom meer beïnvloeden dan omgevingsfactoren
Lichaamstrillingen helpen ontstekingen te verminderen,
Microbiota-modulatie en herstel van eubiose kunnen helpen om COVID-19-complicaties te beteugelen
Darmbacterieprofiel kan darmschade voorspellen na radiotherapie
Neil Bell benoemd tot Chief Development Officer van Avacta Life Sciences
Leverfunctie kan belangrijk zijn bij het risico op de ziekte van Alzheimer
Een nieuwe studie toont een sterk verband aan tussen een veranderde leverfunctie en de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer (AD). Dit komt overeen met recente gegevens over de rol van ziekten die
Onderzoekers hopen dat een bloedtest die fibromyalgie nauwkeurig diagnosticeert, binnen vijf jaar beschikbaar kan zijn
Onderzoekers van de Ohio State University hebben bewijs dat bloedmonsters betrouwbaar fibromyalgie kunnen detecteren, een ziekte die vaak verkeerd wordt gediagnosticeerd vanwege de algemene symptomen
Onderzoek met een tweeling toont aan dat COVID-19-symptomen een genetische bijdrage hebben
Een nieuwe studie gepubliceerd op de preprint-server medRxiv van Kings College, Londen, suggereert dat de genetische samenstelling van een persoon kan bijdragen aan de mate waarin een persoon waarsc