Onderzoekers ontdekken dat immuuncellen helpen bij
restauratie 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