Cellerna i människokroppen är mångformiga, dvs. heterogena. Ny typbestämning av människans celler på den enskilda cellens nivå behövs för att vi ska kunna förstå den komplicerade interaktionen mellan immunceller och övriga celler i samband med olika sjukdomar.

Mitt intresse för immunologi har sitt ursprung i en åkomma jag hade i barndomen, nämligen atopiskt eksem som är en immunologisk sjukdom. I skolan var jag särskilt intresserad av matematik och först efter att jag tagit min grundexamen vid universitetet väcktes mitt intresse för immunologi som forskningsområde.

År 2012, när jag arbetade med min doktorsavhandling vid universitet i Osaka i Japan, deltog jag i ett Keystone Symposium vars tema var ”Chemokines and Leukocyte Trafficking in Homeostasis and Inflammation”, dvs.  kemokinernas och leukocyternas rörelser vid homeostas och inflammation. Denna min första internationella konferens var något helt annat än allt jag dittills hade upplevt i Japan. Föreläsningarna var verkligen fascinerande och de utmärkta talarna öppnade nya, bredare infallsvinklar till immunologin. Vissa föreläsningar fick mig att slås av häpnad och förundra mig över vad allt immunsystemet kan göra. Efter den konferensen var det helt klart att jag ville åka utomlands och forska.

 

En ny interaktionsmekanism mellan celler upptäcktes genom en helt ny teknik

Under min forskning blev jag intresserad av lymfkörtlarna. Lymfkörtlarna har en viktig roll i och med att de sätter igång immunförsvaret och förhindrar sjukdomsalstrare att sprida sig i kroppen. En central roll i immunförsvaret har lymfkörtlarnas immunceller, såsom T- och B-cellerna. Nyligen har undersökningar dessutom visat att också lymfkörtlarnas byggdelar, alltså stromacellerna och endotelcellerna, utgör en viktig del av immunsystemet. Min ambition var att klarlägga den uppenbart komplicerade interaktion som förekommer mellan lymfkörtlarnas immunceller och andra celler.

År 2017 använde jag olika avbildningstekniker (till exempel 3D- och MP-IVM-avbildning) för att undersöka lymfsystemet och lymfkörtlarna hos möss, men jag funderade samtidigt på om det kunde finnas bättre sätt att klarlägga heterogeniteten i lymfvävnadens endotelceller i olika delar av kroppen. Vi började använda oss av en helt ny teknik, encells-RNA-sekvensering, som lämpade sig utmärkt för att undersöka endotelcellernas heterogenitet. Vi lyckades hitta en ny slags interaktionsmekanism mellan endotelceller och neutrofiler, vilken kan ha en avgörande betydelse när det gäller att förhindra spridningen av sjukdomsalstrare (Takeda et al., Immunity, 2019).

 

Hjälp speciellt för behandling av bröstcancer

Därefter började vi undersöka cancerceller, vilket var ett helt nytt område för mig. Vi undersökte nu hur cancermetastaserna påverkar de lymfkörtlar som dränerar tumören ('tumor-draining lymph nodes'). Som metod använde vi encells-RNA-sekvensering av material vi fått från patienter. I cancer som leder till döden är metastaserna en viktig faktor. Cancercellerna skickar ofta ut metastaser till lymfkörtlarna där det immunförsvar som kämpar mot cancercellerna utvecklas. Metastaserna i lymfkörtlarna utgör en miljö som försvagar immunförsvaret och som hotar tumörimmuniteten.

Vi samarbetar med Åbo universitetscentralsjukhus och har tillgång till vävnadsprover som tagits av sjukhusets patienter. Genom att undersöka lymfkörtlar från bröstcancerpatienter kan vi utreda på vilket sätt cancermetastaserna förändrar lymfkörtlarnas cellpopulationer och strukturer. När vi bättre känner till interaktionen mellan cancercellerna och den övriga kroppen kan vi ta fram nya cancerbehandlingar. Det finns inte många läkemedel som kan användas mot bröstcancer. Trots att forskningen kring immuno-onkologiska behandlingar är livlig just nu har bröstcancerpatienter relativt liten nytta av immunbehandling.

Med traditionella metoder kan vi inte heltäckande beskriva vilka typer av celler som finns i tumören och de lymfkörtlar som dränerar tumören, eller på vilket sätt vissa undertyper av celler förändras i metastasen. Exempelvis i T-cellerna finns flera heterogena undertyper, såsom T-hjälparceller samt cytotoxiska celler samt regulatoriska T-celler. Vi antar att precis som T-cellerna är också stroma- och endotelcellerna en heterogen grupp vars olika undertyper reagerar på olika sätt i samband med sjukdomar.

Utgående från vårt material verkar det preliminärt som om det finns individuella skillnader mellan cancerpatienterna. Vår forskning kan ta fram information med vars hjälp vi kan förbättra effekten av nuvarande cancerbehandlingar, såsom immuno-onkologiska behandlingar. Hos patienter som svarar bra på immuno-onkologisk behandling har i tumören ofta samlats rikligt med cytotoxiska immunceller, dvs. mördarceller. Min egen undersökning kan avslöja särskilda stroma- eller endotelceller som påverkar rekryteringen eller aktiveringen av immunceller (såsom lymfocyter eller antigenpresenterande celler) i primärtumören eller i de lymfkörtlar som tömmer tumören.

 

 

 

Akira Takeda arbetar som akademiforskare vid forskningslaboratoriet MediCity vid Åbo universitet. Takeda, som doktorerat i Japan 2014, kom till Åbo som postdoc-forskare till Sirpa Jalkanens forskningsgrupp. Sedan september 2020 har han lett sitt eget team som undersöker interaktionen mellan stroma- och immunceller hos friska och sjuka.

 

 

 

Länkar:

https://twitter.com/akirataked
https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(19)30297-3#.XUw3ntgrdyc.twitter