Nytt sätt att manipulera immunceller kan behandla cancer, autoimmun sjukdom
Forskare har upptäckt ett nytt sätt att dämpa autoimmunitet och stimulera kroppen att bekämpa cancer. Metoden använder en tidigare okänd drogbar väg för att manipulera immunceller.
Upptäckten avser en molekyl som kallas tetrahydrobiopterin (BH4), som redan är välkänd för dem som studerar hjärnans och nervsystemets biologi.
Ny forskning avslöjar dock att BH4 har en tidigare okänd roll - det hjälper till att kontrollera tillväxten av T-celler i immunsystemet.
T-celler är vita blodkroppar som söker efter och attackerar potentiellt skadliga patogener, såsom virus, bakterier och oseriösa celler, inklusive de som kan utlösa cancer.
Studiens ledare är forskare vid Institute of Molecular Biotechnology vid Österrikiska vetenskapsakademin (IMBA) i Wien och andra vid Boston Children's Hospital i Massachusetts. Journalen Natur publicerade nyligen resultaten.
"Ett fascinerande inslag i vår upptäckt är att ett system som är känt inom neurobiologi i årtionden kan spela en så viktig roll i T-cellbiologi", säger medförfattare Josef M. Penninger, den vetenskapliga och grundande chefen för IMBA.
Han förklarar att upptäckten "kopplar samman två helt olika system i vår kropp" och att det "verkligen var fantastiskt att hitta en så kritisk ny spelare inom T-cellbiologi."
Det som är särskilt intressant, tillägger han, är att upptäckten avser kontrollen av T-celltillväxt, i motsats till cellernas aktivering.
Cancer och autoimmunitet
Fyndet bör leda till en mängd olika medicinska användningsområden, allt från att kontrollera autoimmuna sjukdomar, astma och allergier till att ha ett nytt sätt att utlösa immuncancer mot cancer, avslutar Penninger.
Att utnyttja kroppens egna helande mekanismer för att bekämpa sjukdomar är ett snabbt växande fält inom medicinsk forskning.
Två forskare vann Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2018 efter att ha utvecklat en strategi för cancerterapi som stimulerar immunsystemets inneboende förmåga att förstöra tumörceller.
Sådana upptäckter driver en revolution i hur vi behandlar cancer, en sjukdom som drabbar miljontals människor världen över och har en betydande inverkan på samhället.
National Cancer Institute uppskattar att läkare kommer att diagnostisera 1735350 nya fall av cancer under 2018 och att 609640 människor kommer att dö av sjukdomen i USA.
Sjukdomar kan också bero på ett överaktivt eller felriktat immunsystem. Det finns mer än 80 typer av autoimmun sjukdom, och dessa uppstår på grund av att immunsystemet attackerar frisk vävnad och misstänker det som ett hot.
Vanliga autoimmuna sjukdomar inkluderar inflammatorisk tarmsjukdom, typ 1-diabetes, systemisk lupus erythematosus och reumatoid artrit.
En rapport från 2005 från National Institutes of Health (NIH) uppskattade att upp till 23,5 miljoner människor i USA har en autoimmun sjukdom och att "prevalensen ökar".
American Autoimmune Related Diseases Association säger emellertid att NIH-siffrorna endast tar hänsyn till 24 autoimmuna sjukdomar och att den faktiska siffran är mer sannolikt att vara cirka 50 miljoner.
BH4-blockerare
Kroppen använder BH4 för att tillverka serotonin och dopamin, två hormoner som skickar signaler mellan celler i hjärnan och nervsystemet.
Författarna till den nya studien visade att molekylen också är avgörande för T-cellbiologi. De visade att minskning av cellproduktion av BH4 "allvarligt" begränsar "spridningen av mogna mus- och humana T-celler."
Det verkar som om T-celler behöver BH4 för att hjälpa dem att reglera järn och producera energi. Detta överensstämmer med resultat från mycket äldre forskning som kopplade järnbrist till problem med immunsystemet.
I musmodeller av cancer fann teamet att ökande BH4 fick fler T-celler att växa och tumörer att krympa. Det verkar som om BH4 gör detta genom att övervinna en molekyl som kallas kynurenin som normalt undertrycker T-celltillväxt i tumörer.
Medförfattare Clifford J. Woolf, chef för F.M. Kirby Neurobiology Center vid Boston Children's Hospital, förundrar sig att "en molekyl som erkänns som väsentlig för många funktioner inom neurobiologi nu identifieras som nyckel för helt nya terapier."
Woolf förklarar effekterna av att ändra mängden BH4: ”När vi slår ner det blockerar vi T-cellproliferation vid autoimmuna sjukdomar eller astma. När vi ringer upp det kan vi få T-celler att växa och attackera tumörceller, även under ogynnsamma förhållanden. ”
Forskarna testade några BH4-blockerare på musmodeller av allergier och autoimmuna sjukdomar. Läkemedlen ”lugnade” auto-aggressiva T-celler, stoppade allergisk inflammation och hindrade T-celler från att orsaka autoimmuna attacker i tarmen och hjärnan.
De hoppas snart kunna testa ett läkemedel baserat på metoden hos människor.
"Skönheten i tillvägagångssättet är att istället för att rikta in oss på en enda cytokin eller klass av T-celler, stoppar vi spridningen i alla sjukdomsrelaterade T-celler, och detta kan översättas till aktivitet över flera olika kliniska tillstånd."
Clifford J. Woolf
