eRapport

The role of kidney specific mesenchymal stems cells in the formation of tertiary lymphoid structures and the initiation of lupus nephritis.

Prosjekt
Prosjektnummer
HNF1375-17
Ansvarlig person
Kristin Andreassen Fenton
Institusjon
UiT Norges arktiske universitet
Prosjektkategori
postdoktorstipend
Helsekategori
Blood, Inflammatory and immune system
Forskningsaktivitet
1. Underpinning, 4. Detection and Diagnosis
Rapporter
2024
I studien undersøkte vi vevsresidente makrofagers rolle i utviklingen av TLS i spyttkjertler ved å indusere Sjögrens sykdom hos mus med LucAdV5. Vi analyserte makrofagpopulasjoner over tid og fant økt antall PDPN(+) CX3CR1(+) makrofager. Disse cellene kan bidra til både pro- og antiinflammatoriske prosesser og påvirke sykdomsutviklingen.Vi har fullført en studie på dannelse av tertiære lymfoide strukturer (TLS) under akutt og kronisk inflammasjon. Vi har undersøkt hvordan vevsresidente makrofager påvirker utviklingen og utvidelsen av tertiære lymfoide strukturer (TLS) i spyttkjertlene. For å fremkalle Sjögrens sykdom, en autoimmun lidelse, injiserte vi LucAdV5 i underkjevespyttkjertlene til C57BL/6J-mus. Vi analyserte de ulike makrofagpopulasjonene i spyttkjertelvevet fra disse musene før injeksjonen (dag 0) og på dag 2, 5, 8, 16 og 23 etter infeksjonen. Dette ble gjort ved hjelp av flowcytometri, mRNA-genanalyse og histologisk evaluering av vevsspesifikke makrofager. Vi sammenlignet den histologiske lokaliseringen av makrofager i de LucAdV5-induserte betente spyttkjertlene med spyttkjertlene til NZBW/F1-mus, som er en spontan musemodell for Sjögrens sykdom. Evalueringen av dynamikken og endringene i makrofagenes fenotype viste at populasjonen av podoplanin (PDPN)-uttrykkende CX3CR1(+) makrofager økte i spyttkjertelvevet under LucAdV5-indusert betennelse. Denne PDPN(+) CX3CR1(+) makrofagpopulasjonen, sammen med PDPN(+)CD206(+) makrofager, ble observert å være lokalisert i parenkymet under den akutte betennelsesfasen, samt rundt TLS-strukturen i de senere stadiene av betennelsen. Dette antyder en dobbel rolle for vevsresidente makrofager, hvor de bidrar til både proinflammatoriske og antiinflammatoriske prosesser, samt deres mulige interaksjoner med andre immunceller i det betente vevet. Disse makrofagene kan være involvert i lymfoid neogenese, som er assosiert med sykdommens alvorlighetsgrad og progresjon. Avslutningsvis bekrefter vår studie at både proinflammatoriske og regulerende makrofager er involvert i autoimmun patologi, og understreker de mulige mangefasetterte funksjonene til makrofager i organiseringen av lymfoide celler. Dette gir ny innsikt i hvordan immunsystemet kan påvirke utviklingen av autoimmune sykdommer som Sjögrens sykdom.

Vi har hatt flere møter med brukerrepresentanter og brukerorganisasjoner der vi har informert om prosjektet. Vi har gjennomført opplæring av nye potensielle brukerrepresentanter.

2023
Tracere til bruk i PET/MRI som kan måle tidlig forekomst og grad av inflammasjon i ulike sykdommer vil kunne ha innvirkning på både diagnose og valg av behandling. Vi har identifisert celler som kan være mål for utvikling av nye tracere som kan indikerer inflammatoriske forandringer systemisk.Vi har anlysert hvilke stromale celler som er involvert i udannelsen av tertiære lymfoide strukturer (TLS) under utvikling av systemisk lupus erythematosus og lupus nefritt i spontan og induserte muse modeller. Vi har fokusert på TLS i nyre og spyttkjertel, og må analysere humant tilleggs materiale for å verifisere de nye funnene og sammenlikne de med upubliserte data som foreligger. Disse forventes publisert i løpet av 2024.

ingen brukermedvirkning

2022
Tracere til bruk i PET/MRI som kan måle tidlig forekomst og grad av inflammasjon i ulike sykdommer vil kunne ha innvirkning på både diagnose og valg av behandling. Vi har identifisert mål for utvikling av nye tracere som kan detektere inflammatoriske forandringer i nyrene under utvikling av nefritt hos pasienter med systemisk lupus erythematosus.Basert på tidligere publiserte data fra prekliniske studier identifiserte vi flere mulige target for tracere til bruk i PET/MRI. Vi fant at infiltrasjon av immunceller og utvikling av tertiære lymfoide strukturer i nyren er tidlige forandringer som kan utnyttes ved bruk av PET/MR undersøkelser. Analyser av humane nyrebiopsier og biopsier fra spyttkjertel verifiserte funnene fra musestudiene. Vi har i tillegg analysert flere humane nyrebiopsier fra andre nefropatier og fant at TLS også forekommer i disse. Vi har testet bruk av MRI på isolerte nyrer (in vitro) og på nyrer i forskjellige musemodeller. Tekniske problemer og dårlig kontroll på respirasjon under billedtaking gjorde det vanskelig å få god oppløsning. Resultater viser at det er vanskelig å følge dannelsen av TLS uten bruk av spesifikk tracere. Vi har testet noen tracere in vivo, men isotopen som ble brukt egnet seg ikke til nyreavbildning. Vi har testet flere tracere i cellekultur ved bindingsstudier. Resultatene er fortsatt gode, og målet er å koble disse til egnete isotoper og teste de nye tracerne i musemodellene.

PGA AKM stenging er prosjektet forsinket. Det har dermed ikke vært aktuelt med brukermedvirkning.

2021
Tracere til bruk i PET/MRI som kan måle tidlig forekomst og grad av inflammasjon i ulike sykdommer vil kunne ha innvirkning på både diagnose og valg av behandling. Vi har identifisert mål for utvikling av nye tracere som kan detektere inflammatoriske forandringer i nyrene under utvikling av nefritt hos pasienter med systemisk lupus erythematosus.Basert på tidligere publiserte data fra prekliniske studier identifiserte vi flere mulige target for tracere til bruk i PET/MRI. Vi fant at infiltrasjon av immunceller og utvikling av tertiære lymfoide strukturer i nyren er tidlige forandringer som kan utnyttes ved bruk av PET/MR undersøkelser. Analyser av humane nyrebiopsier og biopsier fra spyttkjertel verifiserte funnene fra musestudiene. Vi har i tillegg analysert flere humane nyrebiopsier fra andre nefropatier og fant at TLS også forekommer i disse. Vi har testet bruk av MRI på isolerte nyrer (in vitro) og på nyrer i forskjellige musemodeller. Tekniske problemer og dårlig kontroll på respirasjon under billedtaking gjorde det vanskelig å få god oppløsning. Resultater viser at det er vanskelig å følge dannelsen av TLS uten bruk av spesifikk tracere. Vi har derfor testet mulige tracere i cellekultur ved bindingsstudier. Resultatene er gode, og målet er å teste traceren i musemodellene.

PGA AKM stenging er prosjektet forsinket. Det har dermed ikke vært aktuelt med brukermedvirkning.

2020
Det er et økende behov for mer spesifikke tracere til bruk i PET/MR undersøkelser. Basert på forskningsresultater i dyremodeller som utvikler Lupus nefritt har vi jobbet med å identifisere target for tracere som skal detektere inflammatoriske forandringer i nyrene under utvikling av nefritt hos pasienter med systemisk lupus erythematosus.Vi har i tatt utgangspunkt i nylig publisert RNAseq data fra mus som utvikler lupus nefritt. Her sammenliknet vi genuttrykket i lymfe knuter med genuttrykket i nyrene under sykdomsutvikling. Vi fant at infiltrasjon av immunceller og utvikling av tertiære lymfoide strukturer i nyren er tidlige forandringer som kan utnyttes ved bruk av PET/MR undersøkelser. Ved analyser av humane biopsier og gjennomgang av eksisterende litteratur har vi identifisert spesifikke mål proteiner som kan brukes til å detektere forskjellige lymfocytter, high endothelial venules, og stromale celler som bare er uttrykt i tertiære lymfoide strukturer. PGA fortsatt nedstenging av AKM har vi ikke kunnet teste de nye tracerne. Dette starter opp i 2021.

Ikke aktuelt pga forsinkelse

2019
Vi har samlet inn opplysninger om humane nyrebiopsier registrert ved UNN og Norsk nyreregister. Vi har etablert en ny teknikk (RNA scope) som brukes til å analysere uttrykk av gener som er minimalt uttrykt og vanskelig å detektere ved bruk av standard deteksjonsmetoder.Humane nyrebiopsier har blitt analysert for infiltrerende immunceller som B og T celler, makrofager, dendritiske celler, follikulære dendritiske celler, og T regulatoriske celler. Uttrykket av inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner har blitt analysert ved bruk av immunhistologisk analyser og in situ hybridiserings teknikker. Det er behov for å øke analysesensitiviteten så forbedrende metoder som RNA scope og Nanostring RNA analyser har blitt innført i tillegg til etablerte metoder. Analysene er ikke fullført og resultatene er prelimære men sentrale cytokiner som IL1b og IL18 vil bli undersøkt videre.

PGA av diverse forsinkelser har det ikke vært aktuelt med brukermedvirkning i 2019

2018
Mesenkymale stam celler er celler som normalt kan hemme en immun respons og har i den senere tiden blitt brukt som behandling av flere autoimmune sykdommer. Men de samme cellene kan også ha en aktiverende effekt i rett miljø. Vi undersøkte derfor effekten av aktiverte mesenkymale stam celler på T celler fra normale og pasienter med SLE.Mesenskymale stam celler ble stimulert med forskjellige cytokiner for å etterligne en inflammatorisk respons. Stimulerte og ustimulerte celler ble så dyrket sammen med T celler renset fra blod fra normale og SLE pasienter med og uten lupus nefritt. De stimulerte mesenkymale stam cellene utrykte økt mengder av cytokiner som er vikitg for T celle aktivering. Når vi dyrket det stimulerte cellene sammen med T cellene fikk vi økt proliferering av T cellene. T celler dyrket alene eller sammen med ustimulerte mesenkymale celler prolifererte ikke eller hadde lavere proliferering sammenlikned med celler dyrket sammen med stimulerte mesenkymale celler. For å undersøke om aktiveringen var kontakt avhengig dyrket vi cellene is spesielle brønner der cellen holdes adskilt. Vi observerte den samme trenden som celler i kontakt, men observerte at de ustimulerte mesenkymale stam cellene gav økt proliferering av T celler når de ikke var i kontakt. Ustimulerte mesenkymale stam celler hemmet T celle proliferasjon i en kontakt avhengig måte. Mesenkymale stam celler i et proinflammatoriks miljø kan være viktig for initiering av tertiære lymfoide strukturer (TLS). TLS er lymfoide strukturer som oppstår i inflammatorisk vev. Disse strukturene oppstår under utviklingen av lupus nefritt. Vi undersøkte om mesenkymale stam celler er tilstedet under dannelsen av TLS. I en musemodell som utvikler lupus nefritt spontant fant vi at mesenkymale stam celler er tilstedet i nyrene hos unge friske dyr. Under utviklingen av TLS fant vi cellene i området der TLS starter og også inne i strukturene når dyrene utviklet lupus nefritt. Vi konkluderer med at mesenkymale stam celler kan aktivere og hemme ha en viktig rolle i utviklingen av TLS.

Brukerne er informert om prosjektet og skal delta videre i planleggingen. Pga svangerskaps permisjon og AKM stenging er prosjketet forsinket 1 år. Brukerne har dermed ikke deltatt i prosjketet i 2018.

2017
Vi har anlysert det immunstimulerende potesnial til mesenkymale stromale celler. Vi har stimulert humane mesenkymale stromale celler med proinflammatoriske cytokiner og målt responsen og effekten av disse på T celler fra SLE pasienter og normale friske bloddonorer. Vi har målt T cellenes evne til å dele seg, bli aktivert og forandre funksjon.SLE er karakterisert av autoantistoffer som binder seg i nyrene og kan føre til nyresvikt. Autoantistoff og kromatin aktiverer nyreceller og er viktige for initieringen av lupus nefritt. Vi har oppdaget nye strukturer i nyren, tertiære lymfoide strukturer (TLS), som har samme oppbygning som lymfeknuter. Vi ønsker å karakterisere dannelsen av TLS med henblikk på antistoff produksjon, aktivering av immun celler og utvikling av human lupus nefritt. Vi vil analysere celler som er ansvarlig for dannelsen av TLS. Vi spør oss om dannelsen av TLS driver sykdommen fra mesangial nefritt til en fullendt lupus nefritt? Vi ønsker å bruke denne kunnskapen til å forbedre diagnostikk og skape nye behandlings metoder. Ved hjelp av genteknologiske og immunologiske analyser av humant nyrevev skal vi karakterisere dannelsen av TLS under utviklingen av human lupus nefritt og andre nefropatier. Mesenkymale stromale celler produserer cytokiner og kjemokiner som tiltrekker og aktiverer immunceller. T celler dyrket i kultur sammen med stimulerte mesenkymale stromal celler fikke evnen til å formere seg og forandre funksjon. Ustimulerte mesenkymale stromale celler hadde en hemmende effekt på denne celle delingen. T celler fra normale bloddonorer hadde en stimulerende effekt på mesenkymale stromale celler, mens T celler fra SLE pasienter med lupus nefritt hadde en reduset evne til å aktivere mesenkymale stromale celler. Mesenkymale stromale celler ble funnet i nyrene hos unge lupus mus og i utviklingen av TLS. Disse cellene kan dermed spille enavgjørende rolle i dannelsen av TLS i nyrene hos SLE pasienter. Forskningsresultatene er sendt inn for publisering.
Vitenskapelige artikler
von Hofsten S, Fenton KA, Pedersen HL

Human and Murine Toll-like Receptor-Driven Disease in Systemic Lupus Erythematosus.

Int J Mol Sci 2024 May 14;25(10). Epub 2024 mai 14

PMID: 38791389

Hovd AK, Nayar S, Smith CG, Kanapathippillai P, Iannizzotto V, Barone F, Fenton KA, Pedersen HL

Podoplanin expressing macrophages and their involvement in tertiary lymphoid structures in mouse models of Sjögren's disease.

Front Immunol 2024;15():1455238. Epub 2024 sep 17

PMID: 39355243

Fenton KA, Pedersen HL

Advanced methods and novel biomarkers in autoimmune diseases ‑ a review of the recent years progress in systemic lupus erythematosus.

Front Med (Lausanne) 2023;10():1183535. Epub 2023 jun 23

PMID: 37425332

Villegas-Hernández LE, Dubey V, Nystad M, Tinguely JC, Coucheron DA, Dullo FT, Priyadarshi A, Acuña S, Ahmad A, Mateos JM, Barmettler G, Ziegler U, Birgisdottir ÅB, Hovd AK, Fenton KA, Acharya G, Agarwal K, Ahluwalia BS

Chip-based multimodal super-resolution microscopy for histological investigations of cryopreserved tissue sections.

Light Sci Appl 2022 Feb 24;11(1):43. Epub 2022 feb 24

PMID: 35210400

Dorraji ES, Oteiza A, Kuttner S, Martin-Armas M, Kanapathippillai P, Garbarino S, Kalda G, Scussolini M, Piana M, Fenton KA

Positron emission tomography and single photon emission computed tomography imaging of tertiary lymphoid structures during the development of lupus nephritis.

Int J Immunopathol Pharmacol 2021 Jan-Dec;35():20587384211033683.

PMID: 34344200

Jamaly S, Rakaee M, Abdi R, Tsokos GC, Fenton KA

Interplay of immune and kidney resident cells in the formation of tertiary lymphoid structures in lupus nephritis.

Autoimmun Rev 2021 Dec;20(12):102980. Epub 2021 okt 27

PMID: 34718163

Dorraji SE, Kanapathippillai P, Hovd AK, Stenersrød MR, Horvei KD, Ursvik A, Figenschau SL, Thiyagarajan D, Fenton CG, Pedersen HL, Fenton KA

Kidney Tertiary Lymphoid Structures in Lupus Nephritis Develop into Large Interconnected Networks and Resemble Lymph Nodes in Gene Signature.

Am J Pathol 2020 11;190(11):2203-2225. Epub 2020 aug 17

PMID: 32818496

Dorraji SE, Hovd AK, Kanapathippillai P, Bakland G, Eilertsen GØ, Figenschau SL, Fenton KA

Mesenchymal stem cells and T cells in the formation of Tertiary Lymphoid Structures in Lupus Nephritis.

Sci Rep 2018 May 18;8(1):7861. Epub 2018 mai 18

PMID: 29777158

Doktorgrader
Seyed Esmaeil Dorraji

Tertiary Lymphoid Structures (TLS) in Lupus Nephritis Induction, formation, and detection

Disputert:
juni 2018
Hovedveileder:
Kristin Andreassen Fenton
Deltagere
  • Toralf Melsom Prosjektdeltaker
  • Marit Dahl Solbu Prosjektdeltaker
  • Gudrun Norby Prosjektdeltaker
  • Karoline Lerang Prosjektdeltaker
  • Hege Lynum Pedersen Prosjektdeltaker
  • Simin Jamaly Postdoktorstipendiat
  • Premasany Kanapathippillai Prosjektdeltaker
  • Gunnstein Bakland Prosjektdeltaker
  • Gro Østli Eilertsen Prosjektdeltaker
  • Aud-Malin Hovd Doktorgradsstipendiat
  • Seyed Esmaeil Dorraji Doktorgradsstipendiat
  • Stine Linn Figenschau Postdoktorstipendiat
  • Kristin Andreassen Fenton Prosjektleder

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, Helse Nord

Personvern  -  Informasjonskapsler