Naturlige dreperceller i fettvev - årsak til type 2 diabetes?

I dette prosjektet har vi hatt som mål å undersøke makrofager og naturlige drepeceller (NK celler) i fettvev og deres betydning i forhold til utvikling av insulinresistens hos pasienter med sykelig overvekt. Vi har etablert innsamling av blod og fettvev fra pasienter som gjennomgår bariatrisk kirurgi ved Voss Sjukehus. Prøvene sendes fra Voss til Haukeland Sykehus, der immunceller renses fra ikke-fryst blod (PBMC) og fra subkutant- og visceralt fettvev (stromavaskulær fraksjon – SVF). Immuncellene har blitt fryst ned for senere analyse eller analysert direkte på flow cytometri, noe som er tilfelle for makrofager som ikke tåler å nedfrysning. Så langt i prosjektet har vi analysert makrofagsammensetning fra 57 pasienter og har frosset ned SVF fra nærmere 400 pasienter. De frosne prøvene vil kunne brukes til analyse av NK-celler og relaterte immunceller. Prosjektet er et samarbeid med Prof. Niklas Björkström og hans forskningsgruppe ved Karolinska Institutet (KI) i Stockholm, Sverige, som er eksperter på analyse av immunceller ved bruk av flow cytometri. Foreløpige resultater viser at det er høyere frekvens av totalt antall makrofager i subkutant fettvev (SAT) i forhold til visceralt fettvev (VAT), men av disse makrofagene er det flere pro-inflammatoriske makrofager i VAT enn i SAT, som tyder på at inflammasjonen i fettvevet hovedsakelig skjer i VAT. Vi finner også at et økt nivå av pro-inflammatoriske (M1)- i forhold til anti-inflammatoriske (M2)makrofager er korrelert med pasientenes insulinresistens, målt ved HOMA-IR. Identiteten til M1 og M2 makrofagene har blitt bekreftet ved bruk av andre overflatemarkører som CCR2 og CD163, men fremtidige analyser vil også måtte konsentrere seg om å studere såkalt metabolsk aktiverte makrofager, som nylig har vist seg å være viktige for inflammasjon i fettvev. Prosjektet har lagt grunnlag for en bacheloroppgave (publisert i Norsk tidsskrift for ernæring 3-2017) og to masteroppgaver (eksamen i 2016 og i 2019). Resultatene fra prosjektet har blitt presentert på flere konferanser (Posters: Keystone Symposia, Colorado, USA, 2018; EASO, Wien, Østerrrike, 2018; Oral: SSSD Turku, Finland, 2018, Nfff Bodø, Norge, 2018 - vinner av prisen for beste foredrag), og i media (TV2.no 14.09.2018 "Vil løse hjerte- og diabetes-gåten med menneskefett", https://www.tv2.no/a/10075034/). De preliminære dataene har også lagt grunnlag for nye søknader til samarbeidsorganet, og vi har så langt fått tilslag på to av disse: 1) PhD-prosjekt til Kristina Strand «Adipocyte natural killer (NK) cells - immunological mediators of obesity-induced insulin resistance» (2017-2019) og 2) PhD prosjekt til Martha Eimstad Haugstøyl «Identification of novel pro-inflammatory macrophages in adipose tissue associated with obesity-induced insulin resistance» (2019-2021): De første resultatene er innsendt som et manuskript til Frontiers in Immunology, med tittelen «Retained NK cell Phenotype and Functionality in Non-alcoholic Fatty Liver Disease». Dette vil bli publisert som en del av PhD kandidat Kristina Strand sin doktorgradsavhandling. Markofaganalysene er under sammenskriving og vil også bli publisert som Strand sin PhD grad. Mye av prosjekttiden har blitt brukt til å samle pasientmateriale og til å etablere ny metodikk i vår forskningsgruppe. Nå er mye av grunnlagsarbeidet gjort og analysene har kommet godt i gang. Vi har mye data som vil bli publisert i artikler ila 2019 og årene som kommer. Innsamlingen av prøver har gitt oss tilgang til et sjeldent biologisk materiale (SVF fra visceralt og subkutant fettvev) i en generell biobank, som vil kunne brukes til forskningsprosjekter utover det inneværende immuncellebiologiprosjekt. Dette må da omsøkes REK som egne prosjekt. Fedme og type 2 diabetes er blant de største helseutfordringene i vår tid. Oppdagelser av nye mekanismer som kan gi opphav til nye terapeutiske strategier vil kunne ha enorm klinisk potensial. I dette prosjektet har vi undersøkt hvordan inflammasjon i fettvev henger sammen med metabolske sykdommer som insulinresistens og type 2 diabetes. Vi har bekreftet at forekomsten av pro-inflammatoriske makrofager er korrelert med insulinresistens, men at det kun forklarer en del av bildet. Ny litteratur viser at vi må undersøke inflammatoriske celletyper utover de klassiske makrofagene, og det er da i særlig grad det såkalte «metabolsk aktiverte makrofager» som vi ønsker å se nærmere på. I materialet vi har samlet ønsker vi også å se på sammenhengen mellom makrofager i fettvev og inflammatoriske signaler i serum, som da kan gi opphav til nye biomarkører. Samtlige pasienter vi har samlet inn biologisk materiale fra vil bli fulgt opp på kontroller i årene fremover. Således kan vi med dette materialet, sammen med materiale som vi allerede har samlet i vestnorsk biobank for overvekt (VFO) ila de 5 siste år, undersøke om inflammatoriske signaler i blod kan predikere langtidsutfall etter bariatrisk kirurgi. Nøkkelen er å forstå hvorfor enkelte med fedme får følgesykdommer, mens andre ikke får dem. Hvis vi klarer å finne ut hvorfor disse oppstår, vil det være lettere å utvikle en medisin. Anti-inflammatoriske medikament har allerede blitt testet for behandling av metabolsk sykdom. I CANTOS studien viste man at reduksjon av det inflammatoriske signalet IL1b ved hjelp av medikamentet Canakinumab reduserer risiko for hjertesykdom, mens det ikke hadde effekt på utviklingen av type 2 diabetes. Dette viser at de ulike følgesykdommene har spesifikke signaler som kan være av relevans, og tilsier at en generell hemming av inflammasjon sannsynligvis ikke gir optimal effekt. Dette støttes av andre studier som viser at inflammatoriske signaler er en viktig del av fettvevets naturlige funksjon og at hemming av disse kan ha direkte negative konsekvenser. Betennelse i fettvevet er ikke det samme som ved en infeksjon, fordi det er en mer dempet type. Det er likevel de samme immuncellene som er involvert i prosessen, og det er nettopp det å kunne skille celler som bidrar til farlig betennelse fra dem som bidrar til normal fettvevsfunksjon som står sentralt i studien. Denne studien har hatt som mål å nemlig å forbedre medisiner – eller i beste fall – finne en kur for følgesykdommer som er forbundet med fedme. Vi har fremdeles et stykke frem til dette målet er nådd, men vi har kommet godt i gang og prosjektet har gitt opphav til ny finansiering for å ta dette videre. I tillegg til potensialet for forbedret fedmebehandling i fremtiden, har prosjektet bidratt til oppmerksomhet hos både helsearbeidere og pasienter at langtidsutfallet kan variere, noe som vil kunne bidra til økt motivasjon for å opprettholde livsstilsendringer, som også vil være særdeles viktig for langtidsutfallet etter kirurgi.