Microbiologie in hapklare porties
Hoe dragen microben bij aan huidontsteking?
De huidbarrière beschermt onze binnenkant tegen de gevaren van de wrede buitenwereld. Er leeft een hele wereld van microben op. De goede microben op onze huid spelen een cruciale rol in het regelmatig functioneren van de huid, zoals haargroei en het bevorderen van wondgenezing. Benieuwd naar wat microben op je huid nog meer kunnen doen? De auteurs van dit onderzoek in ieder geval wel!
In het onderzoek toonden ze aan dat Staphylococcus lentus op de huid al vroeg de mate van ontsteking bij volwassenen beïnvloedt door een speciaal type immuuncel genaamd ILC2 te verbeteren.
De auteurs wilden graag begrijpen waarom sommige mensen allergische ontstekingen op de huid vertonen en of dit werd gestuurd door microben. Dus waagden ze zich aan dit onderzoek, dat hieronder in de volgende stappen wordt beschreven.
Stap 1: Onderzoeken of bekende microben die op de huid aanwezig zijn en de huid helpen, een rol spelen bij het opwekken van dermatitische ontstekingen.
Met behulp van kiemvrije muizen (een modelorganisme dat vrij is van microben) zagen ze dat deze muizen minder ontstekingen hadden dan gewone muizen met microben, wat erop wijst dat de microben schadelijk kunnen zijn.
Maar hoe?
Stap 2: Kijk naar welke moleculen en cellen verschillen in gedrag wanneer de microben afwezig zijn.
Ze zagen dat dit gespecialiseerde type immuuncel, de aangeboren lymfoïde cel 2 (ILC2), verschilde tussen de kiemvrije muizen en de gewone muizen. ILC2 slaat een brug tussen het adaptieve en het aangeboren immuunsysteem, is in staat om chemische moleculen af te scheiden die als boodschapper voor andere cellen fungeren, en werft hulp voor het immuunsysteem om invasies af te weren.
Waarom zijn de ILC2-cellen anders?
Stap 3: Kijk hoe ILC2’s reageren op microben
De auteurs namen gewone muizen, verwijderden microben op hun huid en keken of deze cellen hun gedrag veranderden. Ze zagen geen verandering. Microben beïnvloeden ILC2 alleen in hun vroege leven. Als er geen microben aanwezig zijn, verandert hun gedrag, maar bij volwassen muizen heeft tijdelijke uitputting geen invloed op ILC2’s.
Wat betekent dit?
Als je ten strijde trekt, bereid je je voor. Dat doet je immuunsysteem tenminste! Wanneer je microben op je huid hebt, herkent het immuunsysteem ze als vreemd en gebruikt het om zijn soldaten (hier ILC2) voor te bereiden op de strijd – ze primen. Als deze microben ooit proberen binnen te dringen in het menselijke koninkrijk, kunnen de soldaten ze neerschieten (met gevaarlijke chemische moleculen die effector cytokines worden genoemd). En dit gebeurt al vrij vroeg tijdens de voorbereiding op de oorlog.
Als er later geen microben zijn, maakt dat niet uit. Alle soldaten in je leger hebben de indringers al eerder gezien en staan klaar om aan te vallen.
Betekent dit dat de ILC2 weet dat de microben indringers zijn? Hoe worden ze gewaarschuwd voor de microbiële aanwezigheid?
Stap 4: Kijk naar de interactie tussen microben en ILC2
ILC2’s interageren met chemische stoffen die vrijkomen uit andere cellen in de huid. De groep keek naar andere cellen zoals keratinocyten (het celtype dat verantwoordelijk is voor het maken van keratine, een eiwit dat aanwezig is in haar en waarvan bekend is dat het een wisselwerking heeft met microben). Ze ontdekten dat een microbe (later geïdentificeerd als Staphylococcus lentus) de expressie van een eiwit genaamd thymic stromal lymphopoietin (TSLP) opwekt. Dit TSLP wordt herkend door ILC2 en start een signaalroute die gelijk staat aan soldaten die zich voorbereiden op oorlog. Je zou TSLP kunnen zien als een recruiter van soldaten die zich voorbereiden op oorlog.
Niet alle microben kunnen dit. Hier voerden de auteurs experimenten uit op de microbe die TSLP-productie door keratinocyten activeerde en stelden vast dat dit Staphylococcus lentus was.
Oké, maar hoe herkent de keratinocyt deze bacterie specifiek?
Stap 5: Kijk naar wat deze bacterie produceert.
De auteurs ontdekten dat deze bacterie tryptofaan (een aminozuur) produceert dat de keratinocyt het signaal geeft om TSLP te produceren.
Het is allemaal geweldig dat het immuunsysteem zich voorbereidt om de strijd aan te gaan met indringers, maar waarom veroorzaakt het ontstekingen bij volwassenen?
Stap 6: Kijk naar volwassen muizen en de keratinocyten daar
Het vroegtijdig waarnemen van de vijand leidt ertoe dat de keratinocyt voortdurend TSLP produceert, dat fungeert als een constant signaal om meer soldaten (ILC2’s) te rekruteren en te trainen. Nu staan er meerdere soldaten klaar om toe te slaan. Bij het eerste teken van gevaar beginnen ze allemaal te vechten, wat resulteert in een dermatitisachtige ontsteking.
Is het menselijk lichaam niet verbazingwekkend? Deze microben zijn dat ook! Vandaag hebben we gekeken naar dit verhaal over hoe microben op de huid het immuunsysteem beïnvloeden en hoe het reageert op insulten die resulteren in pathologie. We hebben ook gezien hoe de microbiota het immuunsysteem tijdelijk reguleert.
Link to the original post: Cha, J., Kim, T. G., Bhae, E., Gwak, H. J., Ju, Y., Choe, Y. H., … & Ryu, J. H. (2024). Skin microbe-dependent TSLP-ILC2 priming axis in early life is co-opted in allergic inflammation. Cell host & microbe, 32(2), 244-260. DOI: 10.1016/j.chom.2023.12.006
Featured image: Immune cells in the skin NIAID from flickr.com
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 