Onderzoekers ontdekken dat immuuncellen helpen bij restoratie beschadigde zenuwen

Immuuncellen worden gewoonlijk geassocieerd met de bestrijding van infecties, maar in een nieuwe studie tonen wetenschappers aan dat ze ook helpen bij het opruimen van afval in het zenuwstelsel, en daarmee de weg vrijmaken voor zenuwregeneratie na beschadiging. In een studie gepubliceerd in het Journal of Neuroscience lieten onderzoekers van Case Western Reserve University School of Medicine zien dat bepaalde immuuncellen - neutrofielen - zenuwafvalstoffen kunnen opruimen, terwijl eerdere onderzoeksmodellen de schadecontrole van zenuwcellen geheel toeschreven aan andere cellen.

“Deze ontdekking is nogal verrassend en doet een belangrijke vraag rijzen: spelen neutrofielen een significante rol bij zenuwafwijkingen?” Zegt Richard Zigmond, PhD, senior auteur van de studie, hoogleraar neurowetenschappen en pathologie van de Case Western Reserve University School of Medicine. Neutrofielen zijn een van de meest voorkomende soorten immuuncellen en bekend om het wegwerken van microorganismen. Maar ze worden normaal gesproken niet in verband gebracht met perifere zenuwbeschadigingen, zoals veroorzaakt door diabetes of trauma.

Tijdens de nieuwe studie zagen Zigmond en collega’s dat beschadigde zenuwcellen een stroom van moleculaire lokmiddelen produceren die vooral neutrofielen aantrekt naar letselplekken in muizen. Beschadigde ischiaszenuwen bij muizen produceerden honderd keer meer het normale aantal van twee “chemo-attractieve” moleculen: Cxcl1 en Cxcl2, die zich vasthechten aan de neutrofielen en immuuncellen naar het beschadigde weefsel toetrekken. Eenmaal daar aangekomen, werken de neutrofielen cellulair afval als gevolg van zenuwschade weg en ruimen het gebied eromheen op zodat de cellen zichzelf kunnen herstellen. Het proces is verwant aan het opruimen van puin veroorzaakt door een tornado zodat het elektriciteitsnetwerk weer hesteld kan worden. Zonder het cellulaire schoonmaakmechanisme kunnen zenuwen na een kwetsuur niet goed regenereren.

Eerdere studies wezen op immuuncellen genaamd macrofagen als de eerstverantwoordelijke imuuncel voor het wegwerken en afbreken van zenuwresten. Het Zigmond laboratorium heeft eerder macrofagen bestudeerd in muizenmodellen. Meer specifiek, het team bestudeerde genetisch gemanipuleerde muizen die een receptor misten op de buitenkant van macrofagen - CCR2 - dat de macrofagen helpt om in te zoomen op letselgebieden. Zigmond vroeg zijn promovendus, PhD kandidaat Jane Lindborg, om uit te kijken naar verwijdering van zenuwcelresten in deze muizen. “We verwachtten dat de verwijdering dramatisch belemmerd zou worden zonder de receptor. Tot onze verbazing was het opruimen niet anders dan bij normale muizen. Het mysterie dat Lindborg moest oplossen was hoe zenuwcelafval opgeruimd wordt in deze gemuteerde dieren,” zegt Zigmond.

“We maakten een lijst van potentiële cellulaire kandidaten die het gemis aan deze specifieke macrofagen zouden kunnen compenseren en gebruikten een aantal verschillende testen om vast te stellen welke cellen het zenuwafval opruimden na letsel,” zegt Lindborg. Ook het sorteren van moleculen op de immuncellen in de letselgebieden behoorde daartoe, evenals het urenlange turen naar muizencellen door een microscoop. “Hoewel blijkt dat een aantal verschillende cellen iets harder werken bij afwezigheid van macrofagen, was het de neutrofiel die tevoorschijn kwam als belangrijkste medewerker van de afvalverwijdering. We ontdekten ook dat als we neutrofielen verminderden, de afvalopruiming aanzienlijk minder werd bij zowel normale muizen als muizen zonder een grote macrofagenpopulatie.” Zonder neutrofielen konden de zenuwcellen de opruimwerkzaamheden niet goed uitvoeren.

Deze uitkomsten zouden de weg vrij kunnen maken naar nieuw te ontwikkelen therapieën om te helpen bij het repareren van door neurodegeneratieve ziekten beschadigde zenuwcellen. Zigmond: “Het opruimen van restanten na letsel is nodig zodat effectief zenuwherstel kan plaatsvinden. “Om die reden is het nodig om te weten op welke cellen we ons moeten richten als we deze opruimwerkzaamheden bij patiënten willen verbeteren.” Deze nieuwe studieresultaten suggereren dat immunostimulante moleculen gericht op neutrofielen in zenuwschadegebieden opruiming en zenuwcelreparatie zouden kunnen versterken. Immunostimulante moleculen worden vaak gebruikt om chronische infecties en immuundeficienties te behandelen, maar aanvullend onderzoek is nodig om hun speficieke waarden vast te stellen in de context van neuropathie.

Lindborg: “We hebben een baanbrekende en nuttige rol voor neutrofielen ontdekt om restverwijdering na letsel te vergemakkelijken, waarvan is gebleken dat dit een belangrijke stap is naar regeneratiebevordering van de aangedane zenuw. We zien ernaar uit om precies te kunnen ontdekken hoe deze neutrofielen werken in samenhang met andere cellen om zenuwregeneratie tot stand te brengen.”

Vertaling: Ellen Lam


 

Steun ons kenniswerk, winkel eens in de Leefbewust winkel


Naar het overige nieuws van vandaag