Hoe werkt het immuunsysteem aan een krachtige ontsteking?

Volgens een studie gepubliceerd in Natuur, een belangrijke stap in hoe het immuunsysteem ontstekingskrachten stimuleert, is ontdekt door Klaus Ley, M.D., een wetenschapper aan het La Jolla Institute for Allergy & Immunology. De bevinding van Ley geeft nieuwe inzichten in de vitale biologische mechanismen die ten grondslag liggen aan hart- en vaatziekten en andere aandoeningen.
De studie richtte zich op neutrofielen - belangrijke afweercellen die een vitale rol spelen bij vele ziekten. Dr. Ley, een pionier in de vaatimmunologie en hoofd van de afdeling ontstekingsbiologie van het La Jolla Instituut, legde uit:

"Neutrofielen zijn de eerste verdedigingslinie van het lichaam en de hoofdcel beschermt ons tegen bacteriële infecties. Hoewel hun beschermende functie zeer positief is, hebben neutrofielen ook ontstekingsproducerende eigenschappen die problemen veroorzaken bij hartaandoeningen en een groot aantal auto-immuunziekten, zoals lupus. Dit maakt het begrijpen van het manipuleren van deze cellen uitermate belangrijk bij het verstoren van ziekten. "

Volgens Shu Chien, M.D., Ph.D., een UC San Diego professor en directeur van UCSD's Institute of Engineering in Medicine, biedt de bevinding van Dr. Ley aanzienlijke nieuwe inzichten in inflammatoire mechanismen bij ziekte.
Dr. Chien zei:

"Ze hebben de moleculaire en mechanische basis van dit type neutrofielrollen (in de bloedvaten) opgehelderd die een belangrijke betekenis hebben bij ontstekingen. Aangezien ontsteking de oorzaak is van een grote verscheidenheid aan ziekten, zijn deze bevindingen niet alleen van fundamenteel belang in de mechanobiologie van de cel, maar ook in het begrijpen van de pathofysiologie van veel ziektetoestanden. "

Volgens Dr. Ley, wanneer de bloedstroom extreem snel is, hechten neutrofielen zich aan de bloedvatwand met behulp van sling-achtige membraanketting. In de studie gebruikten Dr. Ley en Prithu Sundd, Ph.D., een onderzoeker aan het La Jolla Institute, een nieuwe beeldvormende techniek die ze in 2010 ontwikkelden om het neutrofiele adhesieproces te zien en te fotograferen.
In de loop der jaren heeft het werk van Dr. Ley het wetenschappelijke inzicht in de rol van neutrofielen bij het veroorzaken van ontstekingen verbeterd en zijn nieuwe bevinding levert nog een "belangrijk inzicht" op, zei Sussan Nourshargh, Ph.D., hoogleraar Microvascular Pharmacology en hoofd van het Centrum voor Microvascular Research bij Barts en The London Medical School, University of London.
Nourshargh belicht de bevinding van Dr. Ley van de cascade van adhesie van leukocyten - het proces dat door neutrofielen wordt gebruikt om zich aan de bloedvatwand te hechten wanneer ze zich voorbereiden op de reis naar infectieplaatsen. Het nieuwe werk van Dr. Ley toont nog een belangrijke stap in dat proces.
Nourshargh legde uit:

"Dit is een geheel nieuw cellulair concept dat nu zal worden toegevoegd als een extra stap naar de leukocytenadhesiecascade die de opeenvolgende cellulaire responsen beschrijft die betrokken zijn bij het geleiden van neutrofielen naar ontstekingsplaatsen. Dit baanbrekende werk zal ongetwijfeld de weg banen voor andere onderzoekers om onderzoek naar het optreden van "slingers" in een breed scala van ontstekingsscenario's. "

Neutrofielen bewegen zich door het bloed door de bloedstroom om infecties te bestrijden, maar om dit te doen moeten ze reizen door de bloedvatwanden van plaatsen van ontsteking, infectie of verwonding.
Dr. Ley en team concentreerden zich op hoe neutrofielen zich hechten aan de bloedvatwand, in plaats van dat ze uit het bloedvat migreren.
Dr. Ley zei: "Dit is belangrijk omdat het een mogelijkheid biedt om nieuwe behandelingen te ontwikkelen op basis van het moduleren of blokkeren van een van de stappen in de adhesiecascade."

Resultaten van eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat het blokkeren van slechts één van de stappen de rekrutering van neutrofielen aanzienlijk kan verminderen.
Dr. Ley legde uit: "De cellen scheiden hun cytoskelet van het celmembraan, wikkelen de slinger om zich heen als een lasso en graven dan hun haken in de bloedvatwand."
Wanneer er een ontstekingsplaats in het lichaam is, neemt de bloedstroom toe omdat het bloed immuuncellen naar de site transporteert om genezing te bevorderen. Hoewel ontsteking een normaal onderdeel van het genezingsproces is, is het bij bepaalde ziekten ongewenst.
Dr. Ley zei:

"Voor deze cellen is adhering onder high shear alsof je in een enorme windstorm bent. De uitdaging in deze storm is niet om weggeblazen te worden.
Het lichaam moet voldoende neutrofielen hebben om bacteriën sneller te bestrijden dan dat ze kunnen groeien. Een beter begrip van hechting van neutrofielen zou in dat proces zeer nuttig kunnen zijn. Omgekeerd kan het onderbreken van dit proces grote gevolgen hebben voor auto-immuunziekten en andere ontstekingsziekten. "

Geschreven door Grace Rattue