Nya fynd om B-celler i tarmen viktigt för vaccinforskningen
I en studie, publicerad i Nature Communications, visar forskare vid Sahlgrenska akademin att B-celler som mognar ut till IgA-producerande plasmaceller i tarmen skiljer sig från andra B-celler, eftersom de har en särskild förmågan att reagera på innehållet i tarmen.
Fynden har betydelse för den fortsatta utvecklingen av vaccin som tas via munnen och tas upp av slemhinnor.
Studien demonstrerar att de flesta B-celler som mognar ut i den specialiserade slemhinnestruktur i tarmen som kallas Peyerska plack saknar aktivationsmarkören GL7 på cellytan, vilket alla aktiverade B-celler i exempelvis mjälten har.
– Vi visar att Peyerska plack fungerar på ett annat sätt än de lymfknutor som styr produktionen av IgG och IgM-antikroppar på andra platser i kroppen än slemhinnor. Vi visar hur B-celler i tarmens slemhinna kan känna igen och transportera in rätt typ av antigen från tarmen till de germinalcenter där deras antikroppsgener förbättras under ett immunsvar, säger Mats Bemark, forskare vid avdelningen för mikrobiologi och immunologi, som tillsammans med Nils Lycke är studiens sisteförfattare.
– Slutsatserna från studien är mycket viktiga för utveckling av slemhinnevaccin. Det finns bara ett mindre antal vaccin som aktiverar slemhinnans immunförsvar. Det vore bra om det gick att utveckla fler, eftersom de skulle kunna leda till ett försvar som skyddar kroppen redan innan smittämnena tar sig genom slemhinnan och in i kroppen, fortsätter Mats Bemark.
Rätt antigen
Med genetiska studier visar forskarna att ett protein som kallas CCR6 främst finns på de aktiverade celler som saknar markören GL7. Proteinet CCR6 har tidigare visats vara viktigt att B-celler i början av ett immunsvar ska kunna ta sig till ett särskilt område i Peyerska plack som är i nära kontakt med tarmens innehåll.
Den nu publicerade studien visar att också aktiverade B-celler som har CCR6 på sin yta vandrar upp till detta område, där de kontaktar en annan celltyp som kallas M-celler, som transporterar in material från tarmen. När M-cellerna transporterar in antigen binder B-cellerna till detta och vandrar sedan iväg från M-cellerna. Genom avancerad mikroskopi som skett i levande möss, har forskargruppen sedan också kunnat visa hur B-celler därefter bär med sig antigenet till germinalcenter.
– I tarmen finns enormt många olika antigen, och det är viktigt att rätt antigen kan transporteras in till germinalcentret så det inte drunknar bland alla andra antigen, säger Mats Bemark.
Det särskilda område i de Peyerska placken där M-celler lämnar över antigen till B-cellerna kallas subepithelial dome, eller SED. Studien visar att detta område inte bara spelar en viktig roll i början av ett immunsvar, när B-celler först aktiveras av antigen, utan även senare för att göra immunsvaret så effektivt som möjligt.
Avancerade metoder
Studien baseras på metoder som forskargruppen i Göteborg utvecklat under flera år, som gör det möjligt att följa de B-celler som binder till ett visst antigen i tarmen.
– En av dessa metoder innebär att vi överför färgade B-eller som kan binda antigenet, så att vi sedan kan följa dem när de aktiveras och blir IgA-producerande plasmaceller som vandrar ut i tarmen, säger Mats Bemark, som också berättar att gruppen nu ytterligare utvecklat teknologin så att de kan se inte bara vilka celler som skulle kunna binda till antigen, utan även undersöka var och när de binder till antigen.
För att få tillgång till toppmodern mikroskopiteknologi har gruppen samarbetat med forskare på Weizmann institutet i Israel.
– Med en teknik där man kan observera märkta celler i vävnaden genom starkt laserljus har det varit möjligt för oss att under flera timmars tid följa hur celler vandrar runt i vävnaden på levande möss. På så vis har vi kunnat observera hur celler förflyttar sig i Peyerska plack under ett immunsvar, säger Mats Bemark.
Detta är den andra publikationen som baseras på detta samarbete. Så sent som i mars ledde det även till en annan publicering i Nature Immunology där man noggrant undersökte var antigen-specifika B-celler befann sig i Peyerska plack med hjälp av en nyutvecklad metod som möjliggör 3D-mikroskopi av hela organ.
Titel: Activated Peyer′s patch B cells sample antigen directly from M cells in the subepithelial dome
Kontakt: Mats Bemark