Nyt studie udfordrer vores forståelse af immunforsvaret
Forskere skaber et nybrud i forståelsen af, hvordan immunceller genkender trusler som fx virus. Opdagelsen kan bruges til at designe bedre vacciner og opnå en dybere indsigt i autoimmune sygdomme og allergier.
Et netop offentliggjort studie fra Aarhus Universitet kan medføre, at et kapitel i lærebøgerne om immunforsvaret skal skrives om.
I studiet, der er udkommet i tidsskriftet Nature Communications, bringer forskerne afgørende ny viden om B-celler, som er en afgørende del af kroppens forsvarsværk. Det er B-cellerne, der laver beskyttende antistoffer, når vi bliver vaccinerede eller har en infektion. Det er også B-cellerne, som kan finde på at lave skadelige antistoffer i forbindelse med allergier eller autoimmune sygdomme.
Forskerne har set på det allertidligste trin i aktiveringen af B-cellerne, nemlig den aktiveringsmekanisme, der starter, når cellerne genkender et specifikt mål eller ’fjende’ - et antigen.
”Man har tidligere troet, at antigenerne fra f.eks. virus eller vacciner skulle krydsbinde en B-celles receptorer på celleoverfladen (se illustration). Det er det, der står i alle lærebøgerne. Men vi har nu vist, at selv antigener, der kun kan binde én receptor ad gangen, kan aktivere B-cellerne,” siger lektor på Institut for Biomedicin Søren Degn, som er seniorforfatter på artiklen.
Metode
Forskerne har anvendt en interdisciplinær tilgang, der blandt andet inkluderer en banebrydende super-resolutions-mikroskopi teknik, der hedder DNA-PAINT, samt et unikt nanoscaffold bygget af modificerede nukleinsyrer og to avancerede genetisk modificerede musestammer.
Opdagelsen er vigtig på flere planer, forklarer han.
”Resultatet er markant, fordi det er et nybrud i forståelsen af, hvordan de vigtige immunceller ’ser’ fjender. Når vi forstår, hvad der sker, kan vi efterligne det i forbindelse med design af nye vacciner, så vi sikrer maksimal effekt. Man kan sige, at vores fund kan gøre os bedre til at efterligne den sygdomsfremkaldende mikroorganisme, og dermed bedre til at provokere eller ’snyde’ immunsystemet til at lave et godt immunrespons, når vi vaccinerer.”
Har været anledning til stor diskussion
Opdagelsen er interessant for både det immunologiske felt og inden for cellebiologi generelt, fordi forskerne kaster nyt lys på fundamentet for, hvordan receptorer på overfladen af celler sender signaler ind i celler – en helt central biologisk proces.
”Studiet gør os bedre til at forstå baggrunden for én af de vigtigste processer i immunsystemet og én af de vigtigste cellebiologiske processer. Men det er klart, at det her på sigt også kan have vigtige anvendelsesorienterede vinkler,” siger Søren Degn.
Forskerne er blandt andet begyndt på prækliniske vaccineforsøg med et mål om at oversætte fundene til klinisk relevant vaccinedesign. De forsøger også at bruge samme værktøjer med omvendt fortegn til at gå ind og slukke for skadelige immunreaktioner som fx allergier og autoimmune sygdomme.
”Når vi forstår, hvordan B-cellerne bliver aktiverede, kan vi skabe bedre vacciner. På lidt længere sigt kan vi måske også slukke for B-celle-aktiveringen i de tilfælde, hvor den er skadelig. Begge dele undersøger vi i grundforskningscentret CellPAT ved Aarhus Universitet,” fortæller Søren Degn.
Gennem mange år har aktiveringen af B-celler været anledning til stor diskussion blandt forskere, fordi den fremherskende model for, hvordan immungenkendelsen foregår, ikke kunne forklare alle observationer.
I det nye studie har forskerne ved Institut for Biomedicin og iNANO i Aarhus i et tværfagligt samarbejde med Max Planck Instituttet i München lavet nye værktøjer, som har gjort det muligt at punktere den fremherskende model og dermed lægge det årtier gamle paradigme i graven.
”Vi har vist, at den måde, man i de seneste 30-40 år har forklaret B-cellernes aktivering, er forkert. Det er et vigtigt fund, fordi det åbner døren til bedre vacciner og bedre behandling af en stor gruppe af sygdomme,” siger Søren Degn.
Bag om forskningsresultatet
- Studiet består af in vitro celleforsøg, fx vivo undersøgelser af celler fra musemodeller, nanoteknologi og super-resolutionsmikroskopi (avanceret mikroskopi).
- Studiet er et resultat af et samarbejde mellem flere grupper ved Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet (Degn, Thiel og Vorup-Jensen), iNANO (Kjems) og Max Planck Instituttet i München (Jungmann). Arbejdet udspringer af grundforskningscentret ”Center for Cellular Signal Patterns” (CellPAT).
- Ekstern finansiering: Danmarks Grundforskningsfond og Carlsbergfondet
- Læs mere: Antigen footprint governs activation of the B cell receptor | Nature Communications
Kontakt
Lektor Søren Egedal Degn
Aarhus Universitet, Institut for Biomedicin
sdegn@biomed.au.dk
Mobil: +45 22 14 17 03
Professor Jørgen Kjems
Institut for Molekylærbiologi og Genetik/
Interdisciplinært Nanoscience Center
Aarhus Universitet
jk@mbg.au.dk - Mobil: +45 2899 2086