Molekylär protes för immunförsvaret

Forskarna vid laboratoriet Molekylär Infektionsmedicin Sverige (MIMS) i Umeå har nu hittat en ny väg för att hjälpa patienter med kronisk granulomatös sjukdom, CGD. CGD är en ärftlig immunbristsjukdom som varje år drabbar en av ?70 000 människor. Barn som fötts med sjukdomen lider av svåra svamp- eller bakterieinfektioner som i många fall utvecklas till tumörliknande bildningar, granulom, i inre organ. Genterapi och benmärgstransplantation är framgångsrika behandlingsmetoder, men patienternas hälsotillstånd är ofta så pass kritiskt till följd av infektionerna att dessa behandlingar inte kan genomföras, och inte sällan dör patienterna i förtid.

Orsaken till CGD är en svår defekt i de så kallade neutrofila granulocyterna, en typ av vita blodkroppar. Hos friska personer oskadliggör dessa immunceller de sjukdomsframkallande celler som infekterar organismen. Blodkropparna bildar syreradikaler som dödar inkräktarna, sväljer och bryter ner dem innan de hinner ta över i kroppen. CGD-patienters neutrofila ganulocyter kan inte bilda syreradikaler och därmed inte avdöda sjukdomsframkallande celler. Immunsystemet kan inte stoppa svamp- eller bakterieinfektionen.

Constantin Urban, som är forskningsledare vid MIMS-laboratoriet i Umeå, studerar mekanismer av svampinfektioner för att hitta möjligheter till nya behandlingsmetoder. I tidigare studier med en annan svamp, Candida, kunde han visa att neutrofila granulocyter normalt bildar nätfällor, på engelska benämnda neutrophil extracellular traps, NET. De fångar och brytar ner Candida-svamparnas hyfer, avlånga tunna celltråder som tränger in i vävnaderna vid en infektion.

– NET är mycket smidiga redskap, säger Constantin Urban. De är jämförbara med spindelnät som fångar sjukdomsframkallande mikrober. Dessa nätfällor är utrustade med antimikrobiella substanser och vi kunde i tidigare studier visa att NET bildar ett speciellt protein, calprotectin, som avdödar sjukdomsalstrande celler.

I samarbete med kliniska forskare vid barnsjukhuset i Zürich kunde forskarna från Umeå studera nya detaljer som ligger bakom den svåra immunbristsjukdomen CGD. De undersökte patienters neutrofila granulocyter före och efter genterapi.
– Vi kunde nu påvisa att calprotectin är viktigt även för neutrofila granulocyters försvar mot Aspergillus-infektioner, säger Constantin Urban.

Tillsammans med forskarstuderande Maria Joanna Niemiec och läkarna i Zürich upptäckte Constantin Urban att neutrofila granulocyter hos CGD-patienter inte utsöndrar calprotectin och kan därför inte kan bryta ner Aspergillus i NET-fällor.
– Vi fann att efter genterapin var granulocyternas förmåga att bilda calprotectin och nät återställd, säger Maria Joanna. Det betyder att calprotectin är en nyckelsubstans för neutrofila granulocyters försvar mot Aspergillus-svampar. Vi vet nu att calprotectin kan användas som en ”molekylär protes” för att korrigera neutrofila immuncellers defekt hos CGD-patienter.

– Vi är övertygade om att vår studie kan leda till en behandling av CGD-patienter tills de kan få genterapi eller benmärgstransplantation, som är en mer uthållig behandlingsmetod. Och vi funnit vara en möjlig behandlingsmetod för CGD-patienter kan i framtiden också vara en möjlighet för andra patienter med nedsatt immunförsvar, kommenterar Constantin Urban.

Originalpublikation:
Matteo Bianchi, Maria J Niemiec, Ulrich Siler, Constantin F. Urban, and Janine Reichenbach: Restoration of anti-Aspergillus defense by neutrophil extracellular traps in human chronic granulomatous disease after gene therapy is calprotectin-dependent
Journal of Allergy and Clinical Immunology, online publication, 4th march 2011, doi: 10.1016/j.jaci.2011.01.021

För mer information, kontakta gärna:
Constantin Urban, forskare vid The Laboratory for Molecular Infection Medicine Sweden (MIMS) och Institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet på
E-post: constantin.urban@mims.umu.se
Tel: +46 (0)90 785 08 06

Janine Reichenbach, MD, Division of Immunology/Hematology/BMT, University Children’s Hospital Zurich, Steinwiesstrasse 75, 8032 Zurich, Switzerland.

E-post: janine.reichenbach@kispi.uzh.ch

Underlag till pressmeddelandet: Eva-Maria Diehl
[Ref 1]
Högupplöst bild [Ref 2]
Bildtext: Svepelektronmikroskopibild av neutrofila granulocyter infekterade med Aspergillus nidulans. Bilderna är från en och samma patient före respektive efter genterapi. Innan behandlingen kan neutrofilerna inte bilda extracellulära fällor, men efter genterapin är denna förmåga återställd. Bild: Matteo Bianchi.