ENGINEERINGNET.BE - Wanneer een virus binnenvalt, laten zogeheten first responders andere cellen in hun omgeving weten dat ze geïnfecteerd zijn. Deze first responders produceren als eerste signaaleiwitten die bekend staan als type I interferonen, ofwel IFN-Is.
Dit geeft de productie van IFN-Is in andere cellen, waaronder immuuncellen, een kickstart. "Dat zorgt voor een soort domino-effect", aldus promovenda Laura van Eyndhoven.
"Maar als er te veel IFN-Is worden geproduceerd, vergroot dat de kans dat iemand een auto-immuunziekte ontwikkelt. Als er te weinig van wordt geproduceerd, kan dat leiden tot het niet succesvol opruimen van virussen."
In geval van Covid-19 kan dit zorgen voor cytokinestormen, ongecontroleerde ontstekingen die leiden tot ernstige levensbedreigende aandoeningen, en chronische ontstekingen.
Van Eyndhoven: "Voor mijn onderzoek richtte ik me op experimenten met primaire immuuncellen, geïsoleerd van gezonde donoren en van patiënten met auto-immuunziekten."
Om afzonderlijke immuuncellen in het lab te bestuderen, gebruikte Van Eyndhoven microfluïdische apparaten. "Ik kon individuele afweercellen bestuderen en activeren in picoliter druppels, wat in het verleden vrijwel onmogelijk was. Dit gaf inzicht in hoe een individuele cel communiceert met cellen die zich mogelijk in de buurt bevinden."
Door microfluïdica te combineren met computermodellen kon Van Eyndhoven de interferonproductie in afzonderlijke cellen bestuderen en de resultaten vergelijken met die van grote groepen cellen.
Zij en haar collega's deden een opzienbarende ontdekking over het lot van first responder-cellen die als een belangrijke bevinding kan dienen als het gaat om het verbeteren van IFN-Is gerichte therapieën.
"Slechts tussen 1% en 3% van de cellen zijn first responder-cellen. Deze cellen beginnen echter niet willekeurig IFN-Is te maken bij een infectie, zoals in het verleden werd aangenomen. Uit mijn onderzoek blijkt dat deze cellen voorbestemd zijn om first responders te zijn."
De inzichten die Van Eyndhovens onderzoek oplevert, vormen de opstap naar het begrijpen van de fundamenten van hoe individuele cellen collectief systeemfuncties uitvoeren en hoe ze gemanipuleerd kunnen worden voor therapeutische behandelingen.
"Ik stel me een toekomst voor waarin gepersonaliseerde therapieën zich richten op afwijkende cytokineafscheidingsprofielen, zoals waargenomen bij tal van auto-immuunziekten", aldus Van Eyndhoven.
