CHARACTERIZATION OF ALLERGEN-SPECIFIC T CELLS IN UPPER AIRWAY ALLERGY
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 2010066
- Ansvarlig person
- Frode Jahnsen
- Institusjon
- Oslo universitetssykehus HF
- Prosjektkategori
- Postdoktorstipend
- Helsekategori
- Inflammatory and Immune System
- Forskningsaktivitet
- 1. Underpinning
Rapporter
Våre resultater gir gode holdepunkter for at CCR3 (uttrykt på T-celler) og CCL28 (uttrykt lokalt i vevet) er sentrale molekyler for T-celle-vandring til øvre luftveier. Dette er viktig kunnskap for vår forståelse for hvordan T-celler vandrer i kroppen, og kan ha implikasjoner for behandling av betennelsessykdommer i luftveiene. Arbeidet er innsendt til vurdering for publikasjon.
De senere år har det vært betydelig interesse rundt såkalte regulatoriske T-celler som er viktige for at immunapparatet ikke skal skyte over mål. Men det har vært vanskelig å påvise disse cellene i vev. Vi viser at transkripsjonsfaktoren Helios kan være en meget god markør for å påvise regulatoriske T-celler i vev. I tillegg viser vi at de fleste T-cellene i neseslimhinnen er av typen Th1 eller Th17, som begge er involvert i immunforsvar mot bakterier og virus. Arbeidet er snart klar for innsending til et internasjonalt tidsskrift.
Vi har utviklet en unik metode for å studere T-cellenes rolle ved høysnue. Pasienter med bjørkeallergi får sprayet bjørkeekstrakt daglig i nesen opptil 7 dager. Vi isolerer CD4+ T-celler fra vevsprøver før og etter provokasjon. Vi finner tydelig endring i genuttrykk i T-cellene etter stimulering med kraftig oppregulering av gener som er assosiert med en allergisk reaksjon. Dette kan vise seg å være en meget potent modell for å finne nye angrepspunkter for å behandle allergisk sykdom. Arbeidet er snart klar for innsending til internasjonalt tidsskrift.
Det første arbeidet beskrevet over kan ha et mulig potensiale for behandling av betennelsessykdommer i luftveiene. Tilsvarende kjemokin/reseptor-par i tarmslimhinnen er nå i utprøvende behandling i forbindelse med kroniske tarmsykdommer. Vi har vært i kontakt med inven2 for å klargjøre om våre funn har potensiale for patentering. Arbeid 3 (beskrevet over) har som mål å kartlegge alle aktiverte gener i ulike celletyper ved allergiske betennelse i øvre luftveier. Målet er å finne såkalte ”hub”-gener. Gener som er sentrale og styrende for den biologiske prosess. Målrettet behandling mot slike ”huber” har vist seg i dyremodeller å være meget effektivt.
Mye tyder på at allergen-spesfikke T-celler spiller en viktig rolle ved allergisk betennelse i neseslimhinnen (høysnue). Vi ønsker å finne ut hvordan disse cellene rekrutteres til slimhinnen og hvilke egenskaper de har. Vårt siktemål er å blokkere deres funksjoner i terapeutisk øyemed.Musemodeller for luftveisallergi har vist at allergen-spesifikke T-celler raskt rekrutteres til luftveisslimhinnen ved lokal allergenprovokasjon og har en helt sentral rolle som pådriver av den allergiske reaksjon. I hvilken grad allergen-spesifikke T-celler har en liknende rolle ved luftveisallergi hos mennesker er ufullstendig klarlagt. Rekruttering av T-celler til perifert vev, som slimhinner, er en nøye regulert prosess. Rekrutteringen er avhengig av faktorer som produseres lokalt; i første rekke en gruppe signalmolekyler som kalles kjemokiner. Det er godt kjent hvilke kjemokiner som er viktig for å rekruttere T-celler til tarm, hud og lymfeknuter, men ikke til luftveiene. Blokkering av slike signalmolekyler prøves ut i behandling av ulike tarmsykdommer og vil også være et mulig angrepspunkt ved allergiske luftveissykdommer. I 2010 undersøkte vi hvilke kjemokiner som uttrykkes i normal neseslimhinne og sammenliknet funnet med tarm og hud. Vi fant at fem ulike kjemokiner preferentielt var uttrykt i neseslimhinne; spesielt var CCL28 særlig høyt uttrykt. CCL28 binder til to reseptorer: CCR10 og CCR3. Når vi undersøkte T-celler i neseslimhinnen fant vi at 20-50% av disse uttrykte CCR3 men ingen uttrykte CCR10. I blodet uttrykker bare 0,2% av T-cellene CCR3. Dvs at vi har en 100-200 ganger økning av CCR3+ T-celler i slimhinnen sammenliknet med blod. Dette tyder på at CCL28-CCR3 forbindelsen er viktig for rekruttering til neseslimhinnen under normale forhold. I 2011 har vi fortsatt disse forsøkene for å få ytterligere evidens for at CCR3 er viktig for rekruttering av T-celler til øvre luftveier. Hemofilus influensa er en bakterie som ofte koloniserer de øvre luftveier. I overenstemmelse med vår hypotese fant vi at antallet T-celler i blodet som ble aktivert av proteiner fra H. influenza ble redusert når CCR3+ T-celler ble fjernet. Dette fant vi ikke når vi brukte tetanus toxoid som antigen. For å studere neseslimhinnens T-cellers funksjonelle egenskaper har vi etablert metoder for å se på hvilke cytokiner de produserer under normale forhold. Vi finner at de fleste T-cellene lager IFN-gamma og IL-17. Disse cellene er i hovedsak rettet mot virus og bakterier. I tillegg finner vi en del regulatoriske T-celler, men vi finner meget få celler som lager IL-4 og IL-5 – cytokiner som produseres ved allergi. For å studere T-cellene ved en allergisk reaksjon har vi nå startet eksperimenter hvor vi sprayer allergen i nesen på allergiske pasienter for å initiere en betennelse. Vi tar biopsier før og etter eksposisjonen og isolerer T-cellene fra slimhinnen. På denne måten kan vi undersøke hvrodan sammensetningen og aktiviteten til T-cellene responderer på allergenet. Dette vil være viktige forsøk for å klarlegge T-cellene betydning ved allergisk betennelse i neseslimhinnen.
Mye tyder på at allergen-spesfikke T-celler spiller en viktig rolle ved allergisk betennelse i neseslimhinnen (høysnue). Vi ønsker å finne ut hvordan disse cellene rekrutteres til slimhinnen og hvilke egenskaper de har. Vårt siktemål er å blokkere deres funksjoner i terapeutisk øyemed.Musemodeller for luftveisallergi har vist at allergen-spesifikke T-celler raskt rekrutteres til luftveisslimhinnen ved lokal allergenprovokasjon og har en helt sentral rolle som pådriver av den allergiske reaksjon. I hvilken grad allergen-spesifikke T-celler har en liknende rolle ved luftveisallergi hos mennesker er ufullstendig klarlagt. Rekruttering av T-celler til perifert vev, som slimhinner, er en nøye regulert prosess. Rekrutteringen er avhengig av faktorer som produseres lokalt; i første rekke en gruppe signalmolekyler som kalles kjemokiner. Det er godt kjent hvilke kjemokiner som er viktig for å rekruttere T-celler til tarm, hud og lymfeknuter, men ikke til luftveiene. Blokkering av slike signalmolekyler prøves ut i behandling av ulike tarmsykdommer og vil også være et mulig angrepspunkt ved allergiske luftveissykdommer. Vi har derfor undersøkt hvilke kjemokiner som uttrykkes i neseslimhinnen og sammenliknet funnet med tarm og hud. Vi fant at fem ulike kjemokiner preferentielt var uttrykt i neseslimhinne; spesielt var CCL28 særlig høyt uttrykt. CCL28 binder til to reseptorer: CCR10 og CCR3. Når vi undersøkte T-celler i neseslimhinnen fant vi at 20-50% av disse uttrykte CCR3 men ingen uttrykte CCR10. I blodet uttrykker bare 0,2% av T-cellene CCR3. Dvs at vi har en 100-200 ganger økning av CCR3+ T-celler i slimhinnen sammenliknet med blod. Dette tyder på at CCL28-CCR3 forbindelsen kan være viktig for rekruttering til neseslimhinnen. For å styrke denne antagelsen isolerte i T-celler fra blodet og stimulerte disse med pollenallergen; med og uten CCR3+ celler. Det viste seg at når CCR3+ T-cellene var fjernet var responsen mye svakere. Samlet sett indikerer våre funn at CCR3 er viktig for rekruttering til neseslimhinnen. Denne reseptoren kan derfor være et viktig angrepspunkt for å begrense tilstrømning av T-celler til slimhinne ved allergi. Det finnes i dag utprøvende medikamenter som blokkerer CCR3. Vi har vært i diskusjon med andre forskningsgrupper om å studere T-celle-rekruttering til neseslimhinnen ved bruk av denne type medikamenter.
All kunnskap om allergen-spesifikke T-cellers egenskaper i mennesket er basert på studier av T-celler isolert fra blod. Hvorvidt T-cellene i slimhinnen, som er ansvarlig for betennelsesreaksjonen, har de samme egenskaper er ikke kjent. For optimal lokal behandling av den allergiske betennelse er det viktig å ha kunnskap om hvordan cellene i vevet opererer. For å studere allergen-spesifikke T-celler i slimhinnen har vi foretatt forsøk hvor vevsbiter fra nesen har blitt dyrket med pollen-allergener. For å unngå aktivering av andre celletyper har vi stimulert biopsiene med små peptider som kun aktiverer allergen-spesifikke T-celler. Vi viser at T-celler i vev fra allergikere produserer IL-5, en sentral faktor vev allergisk betennelse. Dette viser tydelig at det er T-celler i slimhinnen som reagerer på allergenet. Vi ønsker nå å studere de allergen-spesifikke T-cellene i detalj ved å se på isolerte cellene fra vevet. Vi har etablert metoder for å undersøke allergen-spesifikke T-celler i blod etter korttidstimulering (6 timer), noe som er nødvendig for at ikke cellene skal forandre seg etter isolering. Vi ønsker å bruke samme metode for å karakterisere T-cellene i vevet; både hvilke faktorer de produserer, hvordan de aktiveres, og hva de aktiveres av.
Vitenskapelige artikler
Danilova E, Skrindo I, Gran E, Jahnsen J, Johansen FE, Jahnsen FL, Bækkevold E
The steady-state chemokine expression profile of human nasal mucosa
WIRM, Davos, 2011
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til eRapport