Nyupptäckta minnesceller tyder på samband mellan allergier

Länge har forskare ansett att det bara är det adaptiva immunsystemet som har ett ”minne”, som kan styra allergiska reaktioner. Men Itziar Martinez Gonzalez, Wallenberg Academy Fellow vid Karolinska Institutet, har hittat en minnesfunktion hos celler i det medfödda immunförsvaret. De kan förklara uppkomsten av flera i övrigt orelaterade allergier.

Itziar Martinez Gonzalez

Doktor i immunologi

Wallenberg Academy Fellow 2019

Lärosäte:
Karolinska Institutet

Forskningsområde:
Immunceller av typen ILC2 och deras koppling till allergi

Under uppväxten i Spanien ville Itziar Martinez Gonzalez bli privatdetektiv. I tonåren började hon läsa medicinska thrillers, och drömmen förändrades lite. Men den handlade fortfarande om att försöka lösa komplicerade frågor.

– När man hittar svaret på det man undrar... det är en så bra känsla! I min familj fanns många läkare. Det spelade säkert roll för att jag skulle börja läsa biologi och intressera mig för immunsystemet.

Hennes forskning handlar om kopplingar mellan astma och atopisk dermatit, böjveckseksem, som i Sverige drabbar omkring vart femte spädbarn. Det är känt att de som har kraftigast symtom löper en ökad risk för att utveckla astma, men varför vet man inte.

– Det kunde ju handla om att de här barnen har en genetiskt högre risk för att få allergier över huvud taget. Men sambandet mellan eksem och astma är så starkt så det blir intressant att ställa frågan: Kan det vara så att det ena på något vis leder till det andra?

Immunologiskt minne även i medfödda försvaret

Immunförsvaret kan delas in i två delar: det medfödda och det adaptiva (eller specifika) immunförsvaret. Det medfödda är en första försvarslinje, med celler som snabbt men ospecifikt reagerar på smittämnen, förstör främmande organismer och signalerar till andra immunceller att samlas. Det adaptiva försvaret aktiveras långsammare men kan anpassa sig efter ämnen och smittor, till exempel genom att bilda antikroppar så att kroppen försvarar sig snabbare nästa gång. 

Vid allergier överreagerar immunförsvaret på något. Det som ger reaktionen kallas allergen och kan vara till exempel livsmedel, pollen eller kemikalier. Allergiska reaktioner brukar förklaras med vad man kallar ett immunologiskt minne, något som forskare hittills har kopplat till det adaptiva immunförsvaret. Men Itziar Martinez Gonzalez hypotes är att det medfödda försvaret också spelar en roll.

I fokus står så kallade ILC2-celler, immunceller av typen lymfocyter som finns i vårt försvar från födseln. De reagerar fort och ospecifikt och skyddar oss från parasiter, men har också en viktig roll vid bland annat sårläkning. De finns framför allt i ytliga vävnader som slemhinnor, hud och i lungvävnad.

Under sin tid som postdok i Kanada studerade Itziar Martinez Gonzalez möss med allergisk inflammation för att se hur deras ILC2-celler reagerade när de utsattes för olika allergener. Till sin förvåning upptäckte hon att cellerna fanns kvar långt efter inflammationens start. Det stämde inte med hur deras roll brukar beskrivas. De borde ha varit aktiva i början och sedan försvunnit. När hon ett halvår efter den första inflammationen exponerade mössen för ett allergen så kunde hon se att de blev sjukare än andra möss, som inte hade upplevt en inflammation med aktiverade ILC2-celler. ILC2 som man inte hade trott hade någon ”minnesförmåga”, reagerade snabbare och starkare om de förut varit aktiva. Forskarna började kalla celltypen för minnes-ILC2, och hypotesen är att de kan ligga bakom astma hos patienter med eksem.

– Den här reaktionen är alltså inte specifik för ett visst antigen, utan allt som skadar epitelet och triggar ett immunsvar triggar också minnes-ILC2-cellerna. Det här omdefinierar det som vi hittills har kallat immunologiskt minne.

Celler som samlas i lungorna kan förklara astma

Nu studerar Itziar Martinez Gonzalez reaktioner hos möss som exponeras för olika allergen och kartlägger var i kroppen aktiverade ILC2-celler finns. Cellerna kan cirkulera i blodet och verkar samlas i lungorna om mössen får i sig antigen via nosen – något som stärker hypotesen att cellerna kan utlösa astma. 

Hon kommer också att arbeta med genmodifierade möss som inte producerar ILC2-celler, för att kunna utesluta att det är någon helt annan mekanism eller celltyp som förklarar det hon ser. I framtida studier vill hon också analysera fler celltyper, och prover från astmapatienter. 

– Om vi kan lista ut vilka molekyler eller receptorer som är viktiga för minnesregleringen så kanske vi kan hitta sätt att delvis blockera dem, eller hindra dem från att migrera till lungorna. Man vill inte blockera alla, för de behövs i kroppen, men kanske kan man blockera just minnescellerna för att få en mildare respons.

Itziar Martinez Gonzalez räknar med att arbeta med ILC2-celler länge till, hon tror att fältet kommer att bli allt viktigare. 

”Som Wallenberg Academy Fellow får jag ett väldigt viktigt ekonomiskt stöd, men jag känner också att jag har blivit del av en forskarfamilj som tar hand om mig. Det är särskilt värdefullt för mig som utlänning.”

– När jag gjorde min postdok i Vancouver tyckte jag om att vandra, det finns underbara berg där. Att ha en akademisk karriär är som att vandra i berg. Man måste vara motiverad, för det krävs mycket ansträngning och man måste ha fokus och uthållighet. Vissa dagar behöver man backa och då får man inte bli besviken – men ibland är det extremt spännande. Det går att nå toppen på berget, ett litet steg i taget.

Text Lisa Kirsebom
Bild Magnus Bergström