T-cellen vormen patrouilleleger in de menselijke huid

Afbeelding: bovenaanzicht van een huidbiopt waarin T cellen (rood) te zien zijn in de lederhuid (blauw) vlakbij vaatjes (groene buizen) en in de opperhuid (boven groene scheidslijn). De schaalbalk geeft 50 micrometer aan. (Afbeelding: Nature Immunology, Feline Dijkgraaf et al.)
We interviewden onderzoeker Feline Dijkgraaf, eerste auteur van het artikel:

Waar gaat je onderzoek over?

'Ik bestudeer het gedrag van T-cellen in menselijke huid. T-cellen zijn witte bloedlichaampjes die deel uitmaken van het afweersysteem. Ze spelen een belangrijke rol bij het opruimen van afwijkende cellen, zoals geïnfecteerde cellen of tumorcellen. T-cellen circuleren in het bloed maar verhuizen bij een lokale infectie, zoals een koortslip, naar de huid, precies naar de plek waar de indringer is binnen gekomen,  en blijven daar achter, soms wel tientallen jaren. Al die verschillende ziekteverwekker-specifieke T-cellen in de huid vormen samen een soort blauwdruk van alle indringers die de huid in het leven is tegengekomen.

Door microscopie-studies in muizen weten we dat deze zogenoemde resident memory T-cells daar niet stilzitten, maar constant rondkruipen en hun voelsprieten uitsteken om buurcellen te scannen op afwijkingen. Dat noemen we patrouillegedrag. Hierdoor kunnen de T-cellen afwijkende cellen efficiënt identificeren en ze vervolgens doden met toxische stoffen.

'We weten al veel over de functie van T-cellen door onderzoek in muizen, maar weten minder goed hoe deze cellen zich in mensen gedragen. En de kennis díe we hebben komt uit studies waarin T-cellen uit hun weefsels zijn verwijderd. Daardoor verlies je informatie over hoe zo'n cel zich gedraagt in zijn natuurlijke omgeving. In deze studie hebben we die twee beperkingen tegelijk aangepakt, door een technologie te ontwikkelen waarmee we het gedrag van menselijke T-cellen live kunnen bestuderen terwijl ze nog in de huid zitten.'

Wat wilden jullie precies weten?

'We begonnen met een biologische vraag: patrouilleren T-cellen inderdaad in de menselijke huid? Die vraag is van belang omdat dit een aanwijzing zou zijn dat T-cellen efficiënt bezig zijn met het opsporen van afwijkende cellen. Als we weten dat T-cellen zich ook zo gedragen in menselijke huid, begrijpen we beter wat hun functie is en kunnen we in de toekomst mogelijk aangrijpingspunten ontdekken om ze te stimuleren of juist remmen.

Toen kwam de technische vraag: kunnen we een systeem ontwikkelen waarin we het gedrag van T-cellen live kunnen volgen in menselijke huid? We hebben nog nooit eerder T-cellen in real-time in de huid van de mens kunnen volgen, terwijl dat wel nodig is om de rol van deze cellen in levende weefsels te begrijpen.'

Is dat gelukt en wat hebben jullie ontdekt?

'Het is inderdaad gelukt om zo'n technologie op te zetten. We zijn erin geslaagd om menselijke huidsamples - biopten - in leven te houden in een kweekschaaltje en de T-cellen in het weefsel herkenbaar te maken door er een zelf-ontwikkeld T-cel specifiek molecuul aan te koppelen. zelf ontwikkeld, precies passend antilichaam-molecuul aan te koppelen. Toen hebben een microscoop op de huid gericht om een live inkijkje te nemen in het gedrag van die cellen. Voor zover wij weten is dit de eerste keer dat het gedrag van T-cellen in menselijke huid langdurig is gevolgd.

'En toen zagen we de T-cellen inderdaad patrouilleren in de huid. In de opperhuid bewegen ze vooral in de onderste cellaag, dit is waarschijnlijk een strategisch belangrijke plek omdat de celvernieuwing er plaatsvindt. We zagen ook dat niet alle immuuncellen in de huid bewegelijk zijn. Langerhans-cellen liggen stil, we denken om de bovenste huidcellagen in de gaten te houden. In de lederhuid zien we de T-cellen af en toe langs bloedvaatjes migreren. Eén theorie is dat ze daar zitten om in- en uitgaand verkeerd te patrouilleren.'

Wat zijn nu de volgende stappen?

'We hebben tot nu toe naar gezonde menselijke huid gekeken, maar onze technologie maakt het ook mogelijk om te zien welke rol T-cellen spelen in ongezonde huid. Andere onderzoekers kunnen er nu mee aan de slag. In theorie kunnen alle onderdelen van de huid en interacties van cellen gevisualiseerd worden. Daarnaast kan er in meer patiëntgericht onderzoek gekeken worden naar T-cellen in huidziektes en kan het systeem als platform dienen om te testen hoe de huid reageert op verschillende therapieën.

Bovendien zijn we er ook in geslaagd om niet alleen T-cellen maar ook andere immuuncellen en belangrijke huidstructuren te visualiseren. Dit opent de deur naar een heleboel interessante wetenschappelijke en klinische vragen.'

------

Feline Dijkgraaf et al., 'T cell Patrol by Resident Memory CD8+ T Cells in Human Skin', Nature Immunology 20 May 2019.