De studie. (April 2017)
Glutathion versterkt immuunsysteem*
Uit een Luxemburgse studie blijkt dat glutathion niet alleen in het lichaam de belangrijke natuurlijke antioxidant is, door ongewenste stoffen in het lichaam te elimineren, doch dat
glutathion ook zorgt voor een versterking van het immuunsysteem. Het immuunsysteem bestaat o.m. uit T-cellen, afweercellen om ziekteverwekkers aan te pakken. Glutathion, zo blijkt uit de studie, zorgt ook dat deze T-cellen extra geactiveerd worden.
De studie.
(April 2017)
Master detox molecule boosts immune defenses
Scientists discover an unknown immune mechanism
Scientists of the Luxembourg Institute of Health (LIH) have discovered a so far unknown molecular mechanism by which the human immune system activates its immune cells: T cells, a particular type of white blood cells, effectively ward off pathogens if a gene known as Gclc is expressed within them. The Gclc gene encodes a protein instrumental for the production of a substance called glutathione -- a molecule that was previously known only to eliminate harmful waste products of metabolism such as reactive oxygen species and free radicals. A team led by LIH researcher Prof Dirk Brenner, FNR ATTRACT fellow and Head of the Experimental & Molecular Immunology research group at the Department of Infection and Immunity, has discovered that glutathione also stimulates T cells' energy metabolism. This way, when in contact with pathogens, T-cells can grow, divide and fight off intruders such as viruses. Glutathione is thus an important molecular switch for the immune system. This discovery offers starting points and perspectives to develop new therapeutic strategies for targeting cancer and autoimmune diseases.
The scientists publish their findings in the immunology journal, Immunity.
"Our body has to keep our immune system in a carefully balanced equilibrium," says Prof Dirk Brenner. "If the body's innate defences are overactive, then they turn against the body. This is what happens in autoimmune diseases like multiple sclerosis or arthritis, for example. However if the defences are too weak, then infections cannot be handled or body cells can proliferate uncontrolled and grow to form tumours, which can become life threatening." Immune cells such as T cells therefore normally reside in a state of alert hibernation, with their energy consumption reduced to a minimum. If pathogens or parts thereof dock onto their outer envelope, then the T cells wake up and boost their metabolism. This necessarily creates greater amounts of metabolic waste products, such as reactive oxygen species (ROS) and free radicals, which can be toxic for the cells.
When the concentration of these oxidants increases, the T cells have to produce more antioxidants so as not to be poisoned. No previous research group had studied the mechanism of action of antioxidants in T cells to great detail before. In exploring this phenomenon, Prof Brenner's team discovered that the antioxidant glutathione produced by T cells serves not only as a garbage collector to dispose of ROS and free radicals, it is also a key switch for energy metabolism that controls the immune response, and is thus of high relevance to various diseases. "These fascinating results form a basis for a targeted intervening in the metabolism of immune cells and for developing a new generation of immunotherapies," explains Prof Markus Ollert, Director of LIH's Department of Infection and Immunity.
For their investigations, the scientists employed genetically modified mice in whose T cells the Gclc gene was removed and therefore these cells could not produce glutathione. "In these mice, we discovered that the control of viruses is impaired -- mice that lack the Gclc gene have an immunodeficiency. But by the same token, this also meant the mice could not develop any autoimmune disease such as multiple sclerosis." Further tests performed by Prof. Brenner's team demonstrated the reason for this: "The mice cannot produce any glutathione in their T-cells," Prof Brenner continues, "and so a number of other signalling events that directly boost metabolism and increase energy consumption are lacking." As a result, without glutathione, T-cells do not become fully functional; they remain in their state of hibernation and no self-destructive autoimmune response occurs. Prof Karsten Hiller from the Braunschweig University of Technology who collaborated with the Luxembourgish scientists adds: "It is intriguing to see that cellular metabolism and immune activation are so tightly entangled and that a fine-grained interplay is essential to achieve a correct function."
Prof Brenner sees his T cell experiments as a prelude to more in-depth investigation of the energy balance of immune cells in general. A number of different autoimmune diseases, for example, are related to malfunctions in various subgroups of T cells. "If we understand the differences in the molecular mechanisms by which they stimulate their metabolism during defensive or autoimmune responses, then we can discover clues as to possible attack points for therapeutic agents regulating the immune response." The distinguished researcher sees a similar situation in cancer: "In this context too, it is important to know why the immune cells that are actually supposed to fight cancer cells drop to a low metabolic state and in some cases even actively suppress an immune response against the tumour. Counteractive metabolism-stimulating measures could make the immune cells work more efficiently and fight off cancer more effectively."
In follow-up projects, the researchers are planning to gain new indications for potential sites of therapeutic interventions. The groups from Luxembourg and Braunschweig are currently applying for new research funding for a joint project supported by the German Research Foundation (DFG) and the Luxembourg National Research Fund (FNR).
Dirk Brenner et al. Glutathione Primes T Cell Metabolism for Inflammation. Immunity, DOI: 10.1016/j.immuni.2017.03.019
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Master detox molecule verhoogt afweer
Wetenschappers ontdekken een onbekend immuun mechanisme
Wetenschappers van de Luxemburgse Institute of Health (LIH) hebben een tot nu toe onbekende moleculaire mechanisme waardoor het menselijk immuunsysteem zijn immuuncellen activeert ontdekt: T-cellen, een bepaald type witte bloedcellen, ziekteverwekkers effectief af te weren als een gen bekend als Gclc wordt uitgedrukt in hen. De Gclc gen codeert voor een eiwit randvoorwaarde voor de productie van een stof genaamd glutathion - een molecule die voorheen alleen bekend was schadelijke afvalproducten van de stofwisseling zoals reactieve zuurstofsoorten en vrije radicalen te elimineren. Een team onder leiding van LIH onderzoeker Prof Dirk Brenner, FNR ATTRACT fellow en hoofd van de Experimentele en Moleculaire Immunologie onderzoeksgroep aan het Departement Infection and Immunity, heeft ontdekt dat glutathion stimuleert ook de energiestofwisseling T-cellen. Op deze manier, wanneer ze in contact met pathogenen, T-cellen kunnen groeien, delen en vechten tegen indringers, zoals virussen. Glutathion is dus een belangrijke moleculaire schakelaar voor het immuunsysteem. Deze ontdekking biedt aanknopingspunten en perspectieven om nieuwe therapeutische strategieën voor het richten van kanker en auto-immuunziekten te ontwikkelen.
De onderzoekers publiceren hun bevindingen in de immunologie tijdschrift Immunity.
"Ons lichaam heeft om ons immuunsysteem in een zorgvuldig uitgebalanceerde evenwicht te houden," zegt Prof Dirk Brenner. "Als aangeboren afweer van het lichaam overactief zijn, dan wenden zij zich tegen het lichaam. Dit is wat er gebeurt in auto-immuunziekten zoals multiple sclerose of artritis, bijvoorbeeld. Maar als de verdediging te zwak, dan infecties kunnen niet worden behandeld of lichaamscellen kan vermenigvuldigen ongecontroleerde en te groeien om tumoren te vormen, die levensbedreigend kan worden." Immuuncellen zoals T-cellen dan in normaal in staat van paraatheid winterslaap, hun energieverbruik tot een minimum beperkt. Wanneer pathogenen of delen daarvan dock op hun buitenomhulsel, dan de T-cellen wekken en stimuleren hun metabolisme. Dit creëert noodzakelijkerwijze grotere hoeveelheden metabolische afvalproducten, zoals reactieve zuurstofsoorten (ROS) en vrije radicalen, die toxisch voor de cellen kunnen zijn.
Wanneer de concentratie van deze oxidatiemiddelen toeneemt, de T-cellen te produceren meer antioxidanten om niet te worden vergiftigd. Geen vorige onderzoeksgroep had het werkingsmechanisme van anti-oxidanten in T-cellen voordat bestudeerd om zeer gedetailleerd. In het verkennen van dit fenomeen, Prof Brenner's team ontdekte dat de antioxidant glutathion geproduceerd door T-cellen dient niet alleen als een garbage collector te ontdoen van ROS en vrije radicalen, het is ook een belangrijke schakelaar voor het energiemetabolisme dat de immuunrespons regelt, en is dus van groot belang voor allerlei ziekten. "Deze fascinerende resultaten vormen de basis voor een gerichte grijpen in het metabolisme van immuuncellen en voor het ontwikkelen van een nieuwe generatie van immuuntherapie", legt Prof Markus Ollert, directeur van LIH's Department of Infection and Immunity.
Voor het onderzoeken van de wetenschappers toegepaste genetisch gemodificeerde muizen waarvan de T-cellen het Gclc-gen werd verwijderd en daarom konden deze cellen niet produceren glutathion. "In deze muizen, ontdekten we dat de controle van virussen is verminderd -. Muizen die de Gclc gen missen hebben een immunodeficiëntie, maar door dezelfde token, dit betekende ook de muizen kon niet ontwikkelen een auto-immuunziekte zoals multiple sclerose." Verdere tests uitgevoerd door Prof. Brenner's team aangetoond dat de reden voor: "De muizen kunnen produceren geen glutathion in hun T-cellen," Prof Brenner verder, "en zo een aantal andere signalering gebeurtenissen die rechtstreeks stofwisseling te verhogen en het energieverbruik verhogen zijn ontbrekend." Als gevolg hiervan, zonder glutathion, T-cellen niet volledig functioneel geworden; zij blijven in hun staat van winterslaap en geen zelf-destructieve auto-immuunreactie optreedt. Prof Karsten Hiller uit de Braunschweig University of Technology, die met de Luxemburgse wetenschappers samen vult aan: "Het is intrigerend om te zien dat de celstofwisseling en activering van het immuunsysteem zijn zo strak verstrikt en dat een fijnkorrelige samenspel is van essentieel belang om een correcte functie te bereiken."
Prof Brenner ziet zijn T-cel experimenten als een opmaat naar meer diepgaand onderzoek van de energiebalans van immuuncellen in het algemeen. Een aantal verschillende autoimmuunziekten, bijvoorbeeld gerelateerd aan defecten in verschillende subgroepen van T-cellen. "Als we de verschillen in de moleculaire mechanismen waardoor zij hun metabolisme stimuleren gedurende het defensieve of auto-immuunreacties begrijpen, dan kunnen we aanwijzingen in verband met mogelijke aanval punten voor therapeutische middelen reguleren van de immuunrespons te ontdekken." De vooraanstaande onderzoeker ziet een soortgelijke situatie bij kanker: "Ook in dit verband is het van belang om te weten waarom de immuuncellen die daadwerkelijk worden verondersteld om kankercellen te bestrijden is redelijk constant en metabole toestand en in sommige gevallen zelfs actief onderdrukken van een immuunrespons tegen de tumor. tegenwerkende metabolisme stimulerende maatregelen zou de imm maken
Reacties:
