Hoe werkt het immunologisch geheugen?

Over afweercellen in bloed is tegenwoordig veel bekend. Maar dat geldt niet voor afweercellen die in weefsels zitten, zoals het beenmerg, de darmen of de huid. UMC Utrecht-onderzoeker José Borghans wil weten hoe ons immunologisch geheugen in de weefsels behouden blijft. In februari kreeg zij hiervoor een Vici-beurs van 1,5 miljoen euro toegekend.

T-cellen zijn witte bloedcellen die een belangrijke rol spelen in het afweersysteem. Ze zitten in het bloed maar vanuit het bloed komen ze ook in weefsels en lymfeklieren. De behandeling van bijvoorbeeld ontstekingsziektes in de darm richt zich onder andere op de T-cellen. Ze spelen ook een belangrijke rol bij vaccinaties en bij immunotherapie bij kanker. Juist daarom proberen onderzoekers als José Borghans het leven van T-cellen in kaart te brengen. Die cellen zorgen voor ons immunologisch geheugen. “In bloed kunnen we T-cellen goed onderzoeken, maar daar bevindt zich slechts twee procent van deze cellen. De andere 98 procent zit in de lymfeklieren, de milt, het beenmerg, de darmen, de huid en andere weefsels”, zegt José. “Je kunt totaal misleid worden als je alleen naar cellen in het bloed kijkt, op één plek en op één moment. Hoe kun je een goede behandeling vinden voor een darmziekte, als je niet weet of de T-cellen in de darm zich hetzelfde gedragen als in het bloed?”

Geheugen aanvullen

In het immunologisch geheugen in de weefsels ligt voor langere tijd vast wat de afweer moet doen. Daarvoor moeten T-cellen óf heel lang leven, óf regelmatig delen, óf worden aangevuld, bijvoorbeeld uit het bloed. Recent onderzoek van José en haar collega Kiki Tesselaar heeft laten zien dat T-cellen uit het beenmerg soms even een uitstapje maken. Ze delen dan op een andere plek, bijvoorbeeld in het bloed of de lymfe. Daarna komen ze terug in het beenmerg en behouden daar ons immunologisch geheugen. Met een nieuwe methode is over de tijd te meten hoe snel T-cellen in weefsels worden aangevuld. Proefpersonen moeten een bepaalde periode ‘zwaar’ water drinken. Dit is water met het stofje deuterium. Dit stofje is vervolgens terug te vinden in T-cellen die hebben gedeeld. Het percentage cellen met deuterium verraadt dus hoe snel T-cellen worden vernieuwd. Deuterium is onschadelijk en verdwijnt na een tijdje vanzelf weer uit het lichaam.    

Dankzij de Vici-beurs kan José precies uitzoeken hoe dit proces verloopt in het beenmerg en in de huid van gezonde mensen. Omdat er best wat huid nodig is voor het onderzoek zoekt Jóse deelnemers die een buikwandcorrectie krijgen, nadat ze in korte tijd veel waren afgevallen “We onderzoeken van deze mensen de huid die na de operatie overblijft. Voorafgaand aan de operatie krijgen ze allemaal een verschillend aantal weken zwaar water te drinken. Zo kunnen we voor het eerst in gezonde mensen meten hoe afweercellen in de huid behouden blijven.” Met vergelijkbaar onderzoek gaat José het gedrag van T-cellen in het beenmerg van gezonde mensen volgen. Voor veel andere weefsels is dat op dit moment nog niet mogelijk. Daarom wil José ‘vieze’ muizen gebruiken. Normale laboratoriummuizen worden namelijk in zulke schone omstandigheden gehouden dat ze nauwelijks T-cellen in hun weefsels hebben. De resultaten van muis en mens zal ze vergelijken met wiskundige modellen. In haar groep werken wiskundigen en experimenteel immunologen al jaren samen.

‘Clou’ voor medicijnen

José wil uiteindelijk de behandeling van chronische aandoeningen als de ziekte van Crohn verbeteren. “T-cellen in de darm spelen een rol in deze ziekte. Onderzoek naar behandelingen richt zich nu onder andere op de verplaatsing van T-cellen uit het bloed naar de darm. Maar eigenlijk moeten we eerst weten hoe de T-cellen het immunologisch geheugen van de darm in stand houden. Dan heb je een clou met welk medicijn je moet komen om dat af te remmen.” Hetzelfde geldt voor immunotherapie bij kanker. “In sommige, veelbelovende, kankertherapieën worden T-cellen aan patiënten gegeven. Maar T-cellen komen in verschillende soorten voor en die werken niet allemaal even goed. T-cellen die lang leven of zelf veel kunnen delen, kunnen lang bijdragen aan immunologisch geheugen tegen kanker. Pas als je weet welke dat zijn, dan kun je een therapie ontwikkelen die lang effectief is. Daar wil ik naar toe werken. Ik ben heel gepassioneerd over fundamenteel onderzoek, maar het gaat er natuurlijk om dat het uiteindelijk tot een toepassing leidt.”