Celdeling maakt de weg vrij voor immuuncellen

Een studie toonde aan dat wanneer een cel zich deelt, het zijn verbindingen met aangrenzende cellen losmaakt. Het is precies dan dat de eerste immuuncel zichzelf in de resulterende kloof duwt en de weg vrijmaakt voor zichzelf en de daaropvolgende immuuncellen. Aan de andere kant, als de celdeling wordt gestopt met medicijnen, zullen de immuuncellen de corresponderende weefsels niet kunnen bereiken.

Als onderdeel van het aangeboren immuunsysteem patrouilleren macrofagen, een subgroep van witte bloedcellen, door het lichaam. Als aasetercellen elimineren ze ziekteverwekkers door ze te absorberen en te vernietigen. Op weg naar de plaats van gebruik dringen ze door in kleine poriën en maken paden door de extracellulaire matrix die de cellen omringt. Het is echter nog steeds niet precies bekend hoe ze weefsels konden binnendringen die bestonden uit dicht opeengepakte cellen.

macrofagen onderweg

Een team onder leiding van Maria Achmanova van het Oostenrijkse Instituut voor Wetenschap en Technologie (ISTA) heeft dit mysterie opgelost. Om dit te doen, gebruikten de onderzoekers een krachtige microscoop om te volgen hoe macrofagen zich vermenigvuldigen in Drosophila-larven tijdens de embryonale ontwikkeling. In Drosophila behoren macrofagen tot de meest voorkomende immuuncellen. Omdat Drosophila-larven bijna transparant zijn, kan er met name een ingrijpende celmigratie op worden waargenomen.

Tijdens de vroege embryonale ontwikkeling vinden immuuncellen, geleid door chemische signalen, hun weg naar doelweefsels, in dit geval de zogenaamde larvale kiembaan. Hier stuiten ze op een soort muur van overvolle cellen. De onderzoekers stelden dat “de eerste macrofagen ongeveer 20 minuten nodig hebben om de weefselbarrière te overwinnen.” Met eerst de celkern duwt het zichzelf tussen weefselcellen. Andere macrofagen volgen de eerste, de zogenaamde leidende cel, in een keten langs hetzelfde pad.

Doorbraak op het juiste moment

Om het exacte mechanisme te begrijpen, analyseerden Akhmanova en haar collega’s verschillende time-lapse-video’s van macrofaag-invasie. “We ontdekten dat het binnendringen van macrofagen bijna altijd plaatsvindt op een moment dat een weefselcel zich deelt vóór de leidende macrofagen”, rapporteren ze. “Als inbraak op een willekeurig moment plaatsvindt, valt het minstens de helft van de tijd in de niet-splitsende fase. Dit is echter nooit het geval geweest.”

Wetenschappers hebben deze waarneming getest door de celdeling specifiek te stoppen met behulp van medicijnen. En inderdaad: zonder delende cellen als toegangspoort kunnen macrofagen het weefsel niet bereiken. Aan de andere kant, als het team de snelheid van celdeling verhoogde, konden de macrofagen sneller het weefsel binnendringen. Maar waardoor kunnen immuuncellen precies migreren tijdens celdeling? Komt het doordat de cel rond wordt net voordat hij zich deelt, waardoor er iets meer ruimte ontstaat tussen de cel en de aangrenzende cellen? Of het feit dat bepaalde moleculen die een cel aan zijn omgeving binden tijdens de celdeling uit elkaar gaan?

Losse gewrichten zijn cruciaal

Om daar achter te komen, zorgden de onderzoekers er eerst voor dat de cellen van de betreffende weefsels rond konden worden, maar maakten de verbindingen met hun omgeving niet los. Het resultaat: hoewel er nieuwe ruimtes werden gecreëerd door celadductie, waren ze te klein om cellen in te vegen. De onderzoekers concludeerden dat “bij benadering alleen niet voldoende is om macrofagen te laten migreren.” In de volgende stap manipuleerden ze de moleculen die tussen weefselcellen waren vastgehecht, zodanig dat de cellen minder krachtig bij elkaar bleven, zelfs buiten het stadium van celdeling. Onder deze omstandigheden kunnen macrofagen gemakkelijk in de weefsels migreren. De afronding die optreedt tijdens het delen was hiervoor niet nodig.

“Hoewel we niet kunnen uitsluiten dat andere effecten ook kunnen bijdragen, toont dit resultaat aan dat de dissociatie van verbindingen tussen de cel en zijn omgeving het belangrijkste mechanisme is waarmee celdeling de deur opent naar migratie van macrofagen”, schrijven Akhmanova en haar team. . Volgens haar kunnen de nieuwe bevindingen in de toekomst ook bijdragen aan een beter begrip van kanker en auto-immuunziekten.

Bron: Maria Akhmanova (Oostenrijks Instituut voor Wetenschap en Technologie, ISTA) et al., Wetenschap, doi: 10.1126/science.abj0425

© wissenschaft.de – Elena Bernard