Ny studie hjälper till att utveckla behandlingar som riktar sig mot inflammation utan att påverka tarmfunktionen

En typ av immuncell som bidrar till inflammatorisk tarmsjukdom finns i två former, 'bra och dåligt'. En ny Crick-ledd studie i Immunitet har kännetecknat dessa distinkta populationer, som kan hjälpa forskare att utveckla behandlingar som riktar sig mot inflammation och samtidigt bevara en sund tarmfunktion.

Dessa två populationer liknar arbetare och soldatmyror, spelar olika roller beroende på deras sammanhang.

"Arbetarmyr" -populationen av immunceller finns naturligt i tarmen och hjälper till att hålla tarmarnas foder friskt. Den andra befolkningen utlöses som svar på infektion av en patogen. Liknar soldatmyror, dessa immunceller kallas in för att bekämpa infektioner, resa från lymfkörtlar - där de produceras - till tarmen och andra delar av kroppen för att attackera de invaderande patogenerna. Även om de är nödvändiga för att bekämpa infektion, dessa celler kan orsaka överdriven inflammation.

Genom att studera skillnaderna mellan dessa två cellpopulationer hos möss, ett tvärvetenskapligt forskargrupp har avslöjat potentiella sätt att rikta in cellerna som är associerade med immuninflammatoriska sjukdomar, samtidigt som du sparar de som hjälper till att hålla tarmen frisk.

"Våra resultat kan bidra till att framtida behandlingar för inflammatoriska sjukdomar som riktar sig mot dessa celler inte oavsiktligt skadar den inhemska tarmpopulationen som är viktig för tarmhälsan, säger Gitta Stockinger, Crick gruppledare och senior författare till tidningen.

Resultaten kan också förklara varför försök att rikta in molekyler som frigörs av dessa celler har varit framgångsrika vid inflammatoriska tillstånd som påverkar huden (såsom psoriasis) och nervsystemet (t.ex. multipel skleros) men har misslyckats vid tarmspecifika tillstånd som Crohns sjukdom.

T -hjälpar 17 (Th17) -celler har en känd roll vid inflammatoriska störningar, men hjälper också till att hålla tarmfodret friskt. Tidigare studier som försöker skilja mellan dessa två funktioner har studerat Th17 -celler isolerat i odlingsrätter, misslyckas med att efterlikna immunsystemets komplexa biologi och mikrobiom inuti kroppen.

I den här studien, forskare vid Crick and King's College London undersökte Th17 -celler i möss aktiverade av antingen ofarliga mikrober som normalt finns i tarmen (tarmfloran), eller en tarmpatogen som motsvarar en typ av E. coli hos människor. De använde genetiskt modifierade möss där aktiverade Th17 -celler är fluorescerande märkta, markera dem för vidare analys.

De tarmfloraaktiverade Th17-cellerna höll sin funktion som en skyddande barriär och orsakade inte inflammation. Däremot, de patogenaktiverade Th17-cellerna släppte kraftigt proinflammatoriska signaler och orsakade utbredd inflammation.

För att visa att de två populationerna är olika i tarmen, teamet infekterade tarmfloran aktiverade Th17-möss med patogenen och använde ett läkemedel för att blockera alla nya Th17-celler från att flytta till tarmen. Th17-cellerna som analyserades var icke-inflammatoriska, bekräftar att den inhemska Th17 skiljer sig från patogenaktiverade Th17-celler och har en annan roll i kroppen. Dock, blockering av invasionen av fighter Th17 -celler i tarmen hindrade mössen från att framgångsrikt bekämpa infektionen.

"Th17 -celler har helt klart många roller i kroppen - och vi behöver dem för att bekämpa infektioner och hålla våra tarmar friska, "säger Gitta." Varje behandling för inflammatorisk sjukdom skulle behöva dämpa den onormala attacken av Th17 -celler på friska vävnader, utan att orsaka matsmältningskomplikationer eller oförmåga att bekämpa bakterier. "

Datoranalys av Saeed Shoaie grupp vid King's College London, kombinerat med cellbiologianalys av Max Gutierrez grupp på Crick, avslöjade att de två cellpopulationerna metaboliserade näringsämnen också. De floraaktiverade Th17-cellerna hade minimal metabolisk aktivitet, liknande immunceller som förblir vilande tills de behöver svara. I kontrast, de patogenaktiverade Th17-cellerna var mycket metaboliskt aktiva, visar en metabolisk profil som är typisk för celler som orsakar inflammation.

Skillnaderna som vi upptäckte i metabolismen av dessa två cellpopulationer ger oss en ny möjlighet att selektivt rikta de patogena cellerna, medan de lämnar de tarmresidenta intakta. Detta kan utgöra grunden för mer framgångsrika behandlingar mot Crohns och andra tillstånd, där inriktning på Th17 -celler i tarmen faktiskt kan förvärra symtomen. "

Sara Omenetti, Crick postdoc och första författare till uppsatsen

• Forskare hittar samband mellan kronisk smärta och tarmmikrobiom
• Djup sedering förbättrar inte koloskopikvaliteten jämfört med måttlig sedering