NTNU-forsker Marie Hjelmseth Aune ser på makrofager (blå). Bildet viser en makrofag som spiser en bakterie (rød).  (Foto: Geir Mogen, NTNU)
NTNU-forsker Marie Hjelmseth Aune ser på makrofager (blå). Bildet viser en makrofag som spiser en bakterie (rød). (Foto: Geir Mogen, NTNU)

Slik lurer bakterier immunsystemet

Nye funn om farlige bakterier kan bli viktige i kreftforskningen.

Publisert

Menneskets immunforsvar er ganske genialt. Hvis du kutter deg, mobiliserer kroppen din en rekke ulike proteiner og celler for å helbrede såret. Hvis du er infisert av virus eller bakterier, reagerer immunsystemet ved at celler angriper inntrengerne og nøytraliserer dem.

Men noen ganger angriper inntrengerne cellene som egentlig skal beskytte oss. Tuberkulose-bakterien Mycobacterium tuberculosis og dens mindre kjente slektning Mycobacterium avium (M. avium) gjør akkurat dette. De gjemmer seg i en bestemt type hvite blodlegemer som kalles makrofager. Makrofagene er immunceller som har som hovedoppgave å gjenkjenne og destruere mikrober og alarmere resten av immunforsvaret.

En gruppe forskere ved NTNU har funnet et viktig steg i den mekanismen som gjør at mykobakteriene greier å lure immunsystemet og gjemme seg i makrofager.

Kan få betydning for kreftbehandling

Selv om funnet ikke får noen umiddelbare kliniske følger, gjør det at forskerne forstår mer av de generelle mekanismene for hvordan immunforsvaret fungerer, ifølge Trude Helen Flo, professor i cellebiologi og nestleder for Senter for molekylær inflammasjonsforskning (CEMIR).

– Vi tror dette er en generell mekanisme og ikke bare begrenset til mykobakterier, sier hun.

Forsker Jørgen Stenvik, førsteforfatter Jane A. Awuh og Trude Helen Flo.  (Foto: Geir Mogen, NTNU)
Forsker Jørgen Stenvik, førsteforfatter Jane A. Awuh og Trude Helen Flo. (Foto: Geir Mogen, NTNU)

Funnet gir viktig informasjon for å forstå hva som regulerer betennelsen og hvordan denne reguleringen kan gå galt. Betennelsen som kroppen mobiliserer som et første skritt i immunresponsen, viser seg også i visse kreftformer, som for eksempel lungekreft. Det betyr at funnet også kan ha betydning for kreft og flere andre sykdommer der betennelser oppstår.

Rammet velstående kvinner

Tuberkulose er fortsatt et globalt problem, spesielt i mindre utviklede land. Sykdommen er også i ferd med å bli et problem igjen i utviklede land på grunn av antibiotika-resistens. Flo og forskerkollegaene er derfor interessert i å vite mer om hvordan sykdomsfremmende mykobakterier greier å forbli i menneskekroppen. 

M. avium er en organisme som finnes overalt i naturen. Er du frisk, er det liten sannsynlighet for at den forårsaker sykdom. Bakterien kan imidlertid føre til store helseproblemer hos personer med nedsatt immunforsvar, for eksempel diabetes eller AIDS, hos barn eller hos personer med lungeskader.

I det 18. og 19. århundret, da det ble ansett som uhøflig for kvinner i de øvre sosiale lag å hoste, var det ikke uvanlig at velstående kvinner ble rammet av M. avium. Denne assosiasjonen med overklassen førte til at datidens leger kalte infeksjoner forårsaket av denne bakterien for «Lady Windermere-syndromet» etter den kvinnelige karakteren i et skuespill av Oscar Wilde.

Slår immunsystemet på og av

Det NTNU-forskerne gjorde var å infisere makrofager med M. avium-bakterier for å studere rollen til et lite studert protein kalt Kelch-lignende ECH-assosiert protein (Keap1). Makrofagene var hentet fra friske blodgivere. 

Når bakterien invaderer en makrofag, er den normale responsen til makrofagen å sende et rop om hjelp til andre immunceller for at de skal komme og hjelpe. Dette signalet, i form av noe som kalles inflammatoriske cytokiner, forårsaker betennelse i kroppen.

– Men når denne betennelsesmekanismen er slått på, er den så sterk at kroppen reagerer svært raskt for å dempe reaksjonen. Ellers, hvis reaksjonen blir ukontrollert, kan den være dødelig, noe vi for eksempel ser ved blodforgiftning, sier Flo.

Forskerne fant at Keap1 bidrar til raskt å dempe immunforsvarets reaksjon når en makrofag er invadert av M. avium-bakterien. Det forklarer hvordan M. avium greier å forbli i makrofagen, sier Flo.

Helseundersøkelsen i Nord-Trøndelag, HUNT, har samlet helse- og biologisk informasjon og materiale fra 120.000 mennesker siden starten i 1984. (Foto: NTNU)
Helseundersøkelsen i Nord-Trøndelag, HUNT, har samlet helse- og biologisk informasjon og materiale fra 120.000 mennesker siden starten i 1984. (Foto: NTNU)

Hun forteller at Keap1 er en negativ mekanisme for å kontrollere betennelsesreaksjonen. – Men det er også denne reaksjonen som gjør oss utsatt for M. avium. En balansert immunrespons er viktig for å unngå septisk sjokk og kronisk betennelse, men kostnaden kan være at mykobakterier kan overleve i kroppen.

Kan bidra til å påvise kreft

En av grunnene til at Keap1 var av interesse for forskerne var fordi mutasjoner i Keap1-genet er blitt funnet i krefttyper som også er forbundet med vedvarende betennelse, for eksempel bryst- og lungekreft.

Det betyr at forskerne kan se etter mutasjoner i Keap1 i blodprøver fra biobanker, som for eksempel Helseundersøkelsen i Nord-Trøndelag (HUNT). HUNT har samlet helse- og biologisk informasjon og materiale fra 120 000 mennesker siden starten i 1984.

– Vi kan se på pasientenes gener og se om de har ansamlinger av mutasjoner i Keap1, sier Flo.

Keap1- funnet ble publisert 20. juli 2015 i PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences i USA.

Referanse:

Jane Atesoh Awuh, mfl. Keap1 regulates inflammatory signaling in Mycobacterium avium-infected human macrophages. PNAS. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1423449112. Sammendrag