Ny kunskap om hur astma utvecklas
Forskare vid Karolinska Institutet har undersökt vilka gener som uttrycks i överaktiva immunceller hos möss med astmaliknande inflammation i luftvägarna. Resultaten, som publiceras i tidskriften Immunity, tyder på att produktion och nedbrytning av fetter spelar en viktig roll.
Människans immunförsvar har till uppgift att känna av vår miljö och reagera mot ämnen som kan vara farliga. Vid astma är immunsystemet överaktivt, vilket leder till inflammation i lungorna och symtom som hosta, pipande andning och andningssvårigheter.
Immunförsvarsceller som kallas Th2-celler, en typ av T-celler, spelar en central roll i inflammationen vid astma. Tidigare har det varit svårt att studera dessa relativt sällsynta celler i detalj, eftersom de tillgängliga teknikerna inte har varit tillräckligt känsliga.
Unik profil av hundratals gener
Forskare vid Karolinska Institutet har nu använt den mycket känsliga tekniken enkelcells-RNA-sekvensering för att analysera vilka gener som är aktiva i enskilda T-celler. I studien exponerades möss för husdammskvalster, en vanlig allergen som de flesta astmatiker är känsliga mot och som hos möss kan framkalla astmaliknande luftvägsinflammation.
Forskarna följde sedan genuttrycket hos T-cellerna, innan och efter exponering för allergener i lymfkörtlarna och fram till dess att de orsakade inflammation i lungorna.
I lungorna visade sig T-cellerna uttrycka en unik profil av hundratals gener. En stor andel av dem hade koppling till hur cellerna tillverkar och bryter ner fett. När forskarna gav mössen läkemedel som blockerar fettmetabolismen minskade inflammationen i luftvägarna, jämfört med hos kontrollmöss.
Fetter kan spela en viktig roll
– Våra resultat tyder på att fetter kan bidra till att driva den T-cellsaktiverade inflammationen i lungorna som ses vid astma. Nu planerar vi att systematiskt testa betydelsen av de hundratals gener som vi ser är unikt uttryckta för att försöka hitta gener som kan sätta igång eller förhindra utvecklingen av sjukdomen, säger studiens huvudförfattare Jonathan Coquet, forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet.
Studien visade också att när T-cellerna kom till lungan från lymfkörtlarna tog de emot signaler som satte igång produktionen av två starkt inflammatoriska ämnen; cytokinerna interleukin-5 och -13. Dessa cytokiner är ansvariga för många av de vanliga sjukdomstecknen vid astma, som luftvägsinflammation, muskelkontraktion och slemutsöndring.
– Vi ser att T-cellerna förändras mycket över tid och verkar genomgå en ”omprogrammering” i lungorna som gör dem mycket inflammatoriska, säger Jonathan Coquet.
Forskningen har finansierats av Vetenskapsrådet, Åke Wibergstiftelsen och Ollie och Elof Ericssons stiftelse. Författarna uppger inga potentiella intressekonflikter.
Publikation
”Single-Cell RNA Sequencing of the T Helper Cell Response to House Dust Mites Defines a Distinct Gene Expression Signature in Airway Th2 Cells”.
Christopher Andrew Tibbitt, Julian Mario Stark, Liesbet Martens, Junjie Ma, Jeff Eron Mold, Kim Deswarte, Ganna Oliynyk, Xiaogang Feng, Bart Norbert Lambrecht, Pieter De Bleser, Susanne Nylén, Hamida Hammad, Marie Arsenian Henriksson, Yvan Saeys och Jonathan Marie Coquet.
Immunity, online 20 juni 2019, doi: 10.1016/j.immuni.2019.05.014.