Je leest:

Variatie in immuunsysteem nog groter dan gedacht

Variatie in immuunsysteem nog groter dan gedacht

Bloedmonster geeft zeer beperkt beeld van wat er aan de hand is in darmweefsel

Auteur: | 20 mei 2016

Dat het immuunsysteem uit allerlei verschillende celtypen bestaat is geen nieuws. Maar de variatie is nog veel groter dan gedacht, concluderen Leidse onderzoekers in het tijdschrift Immunity. Ze hopen nu meer grip te krijgen op de grote verschillen tussen patiënten met dezelfde ziekte.

Ons immuunsysteem is een bonte verzameling van cellen met verschillende functies. Er zijn bijvoorbeeld cellen die ziekmakende indringers herkennen, ‘killercellen’ die tumoren doden, cellen die antistoffen maken en cellen die alle rommel opruimen. En dit is nog maar een kleine greep uit het complete assortiment immuuncellen, waarvan er miljoenen overal in ons lichaam actief zijn.

Doorsnede van de epidermis, de buitenste laag van de huid. De donkere vlekjes zijn dendritische cellen, cellen die ziekmakende indringers herkennen.

Op basis van hun functie worden de immuuncellen onderverdeeld in hoofdgroepen, zoals dendritische cellen (‘herkenners’), T-cellen (‘killercellen’), B-cellen (‘producenten van antistoffen’) en macrofagen (‘vuilnismannen’).

“En binnen die hoofdgroepen onderscheiden we weer allemaal subgroepen”, zegt Frits Koning, hoogleraar immunologie aan het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). “Neem bijvoorbeeld de T-cellen, daar kennen we heel veel verschillende soorten van. Het verschil zit onder andere in de eiwitten aan de buitenkant van de T-cel. Die eiwitten bepalen aan welk soort cel de T-cel kan binden en dus kan doden. Maar daarmee zijn we er nog niet, want ook binnen een type T-cel zien we weer verschillen.”

Glutenintolerantie

Koning wil die verschillen in kaart brengen, omdat hij vermoedt dat we dan beter kunnen begrijpen hoe immuungerelateerde ziekten ontstaan en waarom we zulke grote verschillen zien tussen patiënten met dezelfde ziekte. Zijn onderzoeksgroep werkt aan immuunziekten in het darmstelsel, zoals coeliakie (‘glutenintolerantie’) en de ziekte van Crohn. Bij deze ziekten reageert het immuunsysteem ten onrechte op bepaalde stoffen of valt het lichaamseigen weefsel aan.

Alle producten gemaakt van tarwe bevatten gluten. Bij coeliakie zorgt het eten van gluten voor heftige ontstekingen in de dunne darm.

Bij coeliakie zorgt het eten van gluten, uit tarwe en andere granen, voor heftige ontstekingen in de dunne darm. Een levenslang, strikt glutenvrij dieet is de enige behandeling die we nu kennen. Bij patiënten met de ziekte van Crohn reageert het immuunsysteem in de dikke darm overdreven sterk op onschadelijke bacteriën. Ook hier leidt dat tot ernstige, vaak chronische ontstekingen. De behandeling bestaat uit ontstekingsremmende medicijnen, maar lang niet alle patiënten reageren daar even goed op.

“We weten dat bij coeliakie in ieder geval drie typen T-cellen zijn betrokken, waaronder CD4 T-cellen. Maar die spelen ook een belangrijke rol bij Crohn, terwijl het twee heel verschillende ziekten zijn die elk op een specifieke plaats in het darmstelsel voorkomen. Daarnaast zien we grote verschillen tussen patiënten. Sommige coeliakie-patiënten vertonen relatief milde symptomen, terwijl anderen zeer ernstige vormen ontwikkelen die zelfs kunnen overgaan in kanker. En een kwart van de Crohn-patiënten krijgt te maken dusdanig ernstige ontstekingen dat operaties nodig zijn om de schade te herstellen. Waarom krijgt de een een ernstige vorm en de ander niet? Dat willen we graag weten.”

Bloed en darmweefsel

Om meer details te ontrafelen over de verschillen tussen immuuncellen analyseerden Koning en zijn promovendus Vincent van Unen een set van bloedmonsters en stukjes darmweefsel. Hiervoor gebruikten ze een techniek die massa cytometrie wordt genoemd (zie kader onderaan). De monsters waren afkomstig van patiënten met verschillende stadia van coeliakie of Crohn en van een zogeheten controlegroep – mensen met darmklachten die een endoscopie (inwendig darmonderzoek) moesten ondergaan waaruit bleek dat er geen darmontsteking te vinden was.

Biopt (stukje weefsel) van een gezonde dunne darm. Een gezonde darm bevat veel diepe plooien, waardoor er veel oppervlak beschikbaar is voor een goede opname van voedingsstoffen. In een zieke dunne darm zijn die plooien vrijwel verdwenen.

Alle bloed- en darmmonsters leverden samen een collectie van 5,2 miljoen immuuncellen. Van al die cellen bepaalde Van Unen welke van de geselecteerde antilichamen aan hun oppervlak waren gebonden en om hoeveel antilichamen het ging. Koning: “Hij is bijna negen maanden bezig geweest om de monsters te meten en daarna hadden we nog eens zes maanden nodig voor de analyse van die enorme set meetgegevens.”

Uit de zes hoofdgroepen waar ze mee begonnen (B-cellen, myeloïde cellen, innate lymfocyten en drie typen T-cellen) kwamen 142 subgroepen naar voren. Een subgroep omvat cellen die onderling sterk op elkaar lijken en die tegelijkertijd verschillen van alle andere cellen in deze set. “Dat zijn dus veel meer subgroepen dan we hadden verwacht”, aldus Koning. “We wisten dat er ook binnen celtypen variatie was, maar niet in deze mate.”

Verschillen tussen patiënten

Een van de meest opvallende resultaten is volgens Koning het sterke verschil tussen bloed en darmweefsel. “Zonder je dat vooraf weet met welk monster je te maken hebt, maakt deze techniek probleemloos onderscheid tussen immuuncellen uit bloed en uit darmweefsel. Dat vind ik een heel belangrijk resultaat, want het laat zien dat een bloedmonster zeer beperkt informatie geeft over wat er in het darmweefsel aan de hand is.”

Analyse van het bloed zegt niet alles over de immuuncellen in je darmen.

Ook kan deze techniek scherp onderscheid maken tussen de verschillende groepen patiënten. “De immuuncellen uit het darmweefsel van coeliakie-patiënten vormden een duidelijk aparte groep, net als die van de Crohn-patiënten. Ook konden we de verschillende stadia en complicaties eenvoudig van elkaar onderscheiden. We gaan nog meer van deze studies doen en ik hoop dat het ons helpt om de verschillen tussen patiënten te verklaren, zodat we ook de behandeling veel gerichter op de individuele patiënt kunnen afstemmen.”

Massa cytometrie

Met flow cytometrie kun je cellen van elkaar (onder)scheiden door er verschillende antilichamen (antistoffen) op los te laten en kijken welke het celoppervlak binden. Aan ieder antilichaam koppel je een specifiek lichtgevend molecuul voor detectie. Maar er is een limiet: je kunt niet meer dan 15 antilichamen tegelijkertijd meten, omdat de verschillende kleuren licht dan gaan overlappen.

Een variant op flow cytometrie is massa cytometrie. De basis is hetzelfde, maar nu gebruik je lanthaniden voor detectie. Lanthaniden zijn chemische elementen die we ook kennen als de zeldzame aardmetalen. De lanthaniden hebben allemaal een verschillende massa en die verschillen kun je heel nauwkeurig meten met een massaspectrometer. Met massa cytometrie kun je nu al 36 antilichamen tegelijkertijd gebruiken. Frits Koning: “Er zijn honderd lanthanide isotopen. Ik verwacht daarom dat we komende tijd nog veel meer antilichamen tegelijkertijd kunnen inzetten. Dat betekent weer een enorme toename in de mate waarin je cellen verder van elkaar kunt onderscheiden.”

Bron:

Vincent van Unen, et al., Mass cytometry of the human mucosal immune system identifies tissue- and disease-associated immune subsets, Immunity (2016), doi:10.1016/j.immuni.2016.04.014

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 mei 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.