Oppsiktsvekkjande funn: – Immunforsvaret i tarmen fungerer ikkje som vi har trudd

Cellene som produserer beskyttande antistoff i tarmen, lever i fleire tiår – mest sannsynleg heile livet, og ikkje berre nokre få dagar, som forskarane hittil har trudd.

OVERRASKA: Forskarane har trudd at fordi menneske heile tida får i seg så mykje rart, trengs eit dynamisk immunforsvar som raskt kan tilpasse seg eit stadig skiftande miljø i tarmen. Stor var overraskinga då dei oppdaga at desse cellene tvert om kan leve i mange tiår. Foto: NTB Scanpix

Alle som har sett resultata våre, har vore overraska, seier medisinprofessor Frode Jahnsen.

Jahnsen leier ei forskingsgruppe ved Senter for immunregulering. Gruppa interesserer seg mellom anna for immunforsvaret si rolle når kroppen støyter frå seg eit transplantert organ.

– Medan vi forska på dette, oppdaga vi at immunforsvaret i tarmen fungerer på ein heilt annan måte enn vi har gått ut ifrå, fortel Jansen. Forskarane kan langt på veg takke amerikanarane sine atomprøvesprengingar i Stillehavet på femtitalet for den store oppdaginga dei no har gjort.

VAKSINER: – Funna våre gjer at vi betre kan forstå tilhøvet mellom kroppens immunforsvar og dei bakteriane som normalt held til i tarmen – og for utviklinga av nye vaksiner, seier Frode Jahnsen.
Foto: Ola Sæther

Superberedskap i tarmen

Eitt av våpna immunforsvaret rår over, er ein type kvite blodceller kalla plasmaceller. Plasmacellene produserer antistoff som går til åtak på skadelege framandelement i kroppen. Tarmen er full av slike plasmaceller og antistoff. Immunsystemet i tarmen har ei særs utfordrande oppgåve: Det skal tillate næring å passere gjennom tarmveggen, men stoppe element som kan gjere oss sjuke. Den etablerte oppfatninga har vore at plasmacellene i tarmen lever berre nokre få dagar.

– Vi har trudd at fordi menneske heile tida får i seg så mykje rart, treng vi eit dynamisk immunforsvar som raskt kan tilpasse seg eit stadig skiftande miljø i tarmen, forklarer Jahnsen.

Difor kom det som ei overrasking då han og kollegaene oppdaga at desse cellene tvert om kan leve i mange tiår.

Reagerer på godt og vondt

Plasmacellene utgjer minnet til immunforsvaret. Når dei først har produsert antistoff mot eit bestemt framandelement, til dømes ein bakterie, har kroppen utvikla immunitet mot den bakterien. Det er prinsippet bak vaksinar. Men plasmacellene kan skape trøbbel dersom dei reagerer på ufarlege stoff, som til dømes pollen – eller kornproteinet gluten, om vi held oss i tarmen. Då kan det føre til allergi og andre former for betennelse.

For å kunne sjå nærare på immunforsvaret i tarmen og kva rolle det spelar ved transplantasjonar, følgde forskarane nokre diabetespasientar som hadde fått ny bukspyttkjertel. Bukspyttkjertelen er viktig for fordøyinga, men han produserer også hormonet insulin, som regulerer blodsukkernivået. Hos diabetespasientar sviktar insulinproduksjonen, og nokre gonger prøver ein å behandle dei ved å transplantere inn ny bukspyttkjertel.

Fordi bukspyttkjertelen tømmer fordøyingsvæske inn i tarmen, tek ein med ein liten tarmbit frå donoren og skøyter den fast på mottakaren sin tarm. Og det er der dei som er interesserte i immun- forsvaret, får høve til innsikt.

Donorceller lever lenge

– Den transplanterte tarmbiten har med seg sitt eige immunforsvar, som er annleis enn pasienten sitt. Tek du prøver av tarmslimhinna på begge sider av skøyten, kan du sjå kor lenge cellene frå donoren lever før pasient-en sine eigne celler tek over, seier Jahnsen.

Og det gjer legane ved Rikshospitalet. I eitt år etter transplantasjonen tek dei jamleg prøver frå pasienten sin tarm, mellom anna for å sjå etter avstøytingsreaksjonar. Ved å bruke desse prøvene og  samanlikne utviklinga i dei to tarm-miljøa, kunne forskarane studere kor lenge cellene i den transplanterte tarmen levde. Det kan ein elles ikkje vite. Tek du ei prøve av plasmaceller frå tarmen til ein person, er det uråd å vite kor lenge cellene har vore der.

Etter eit år fann dei framleis celler som hadde følgt med på lasset ved transplantasjonen.

– Og det var jo spennande, men sjukehuset følgjer ikkje desse pasientane lenger enn eitt år. Vi kunne heller ikkje vite kor lenge cellene hadde levd i donoren før transplantasjonen, seier Jahnsen.

Det var då dei amerikanske atomprøvespreng-ingane kom dei til unnsetning.

Radioaktiv historie

FEMTITALSBOMBE: Radioaktivt karbon i atmosfæren blei tatt opp i cellenes DNA. No har forskarane funne alderen på immuncellene i tarmen ved å måle mengda radioaktivt karbon i DNA-et til cellene. Noko slikt har ingen gjort før. Foto: NTB Scanpix

Karbondatering er ein veletablert metode som ofte blir brukt av arkeologar for å finne ut kor gammalt biologisk materiale, som skjelettrestar, er. Metoden går ut på å måle mengda av radioaktivt karbon (karbon-14) i skjelettet samanlikna med mengda av vanleg karbon (karbon-12). Små mengder radioaktivt karbon blir danna i atmosfæren, og finst naturleg i alle levande organismar. Men når organismen døyr, kjem det ikkje meir påfyll av karbon-14. Etter kvart som dei radioaktive karbonatoma blir omdanna, tek prosenten til å gå ned, medan mengda av karbon-12 held seg stabil.

– Vi har altså ein liten del karbon-14 i oss frå maten vi et, og dette radioaktive karbonet finst også i DNA-et vårt. Men når ei celle har slutta å dele seg, er DNA-et heilt stabilt. Då kan ein måle mengda karbon-14 i cella for å finne ut kor lenge det er sidan ho vart fødd, seier Jahnsen.

Radioaktivt karbon har ei halveringstid på 5700 år, så det skal godt gjerast å måle dei bitte-små endringane som skjer over berre nokre tiår. Men etter andre verdskrigen byrja stormaktene å prøvesprenge atomvåpen, med den konsekvensen at mengda karbon-14 i atmosfæren vart dobla fram til 1963, då vi fekk forbod mot prøvespreng-ingar over bakken. Sidan den gongen er mengda radioaktivt karbon i atmosfæren blitt halvert kvart 11. år, fordi det er blitt absorbert av havet og av plantelivet.

Målte DNA-karbon

Stamcelleforskaren Jonas Frisén ved Karolinska Institutet i Stockholm fann ein metode for å måle mengda karbon-14 i DNA-et i celler og samanlikne det med kunnskapen vår om korleis nivået av karbon-14 i atmosfæren har endra seg sidan krigen. Metoden er brukande akkurat i vår tid, fram til nivået av karbon-14 går tilbake til det naturlege.

– Frisén er nokså restriktiv med kven han samarbeider med, men han ville samarbeide med oss. Problemet er at det er lite karbon-14 i kvar celle, så du treng fleire millionar celler. Og då treng du ganske mykje tarm, seier Jahnsen.

Då var det ikkje nok å ta tarmcelleprøver frå diabetespasientar. I staden fekk forskarane celler frå pasientar som hadde kreft i bukspyttkjertelen og hadde fått operert ut kjertelen og mykje av tarmen omkring. DNA-et vart isolert og sendt til Sverige, der dei målte mengda av dei ulike typane karbon.

– Så vidt vi veit, har ingen gjort noko slikt med immunceller før, seier Jahnsen.

Dei fann at den gjennomsnittlege levealderen til plasmacellene var 24 år, men dei reknar med stor variasjon – nokre kan vere mykje eldre, andre mykje yngre.

– Noko vi såg, var at dei eldste cellene var spesifikt innretta på å gå til åtak på rotavirus, ein svært vanleg tarminfeksjon som gjev diaré hos barn. Pasientane cellene vart henta frå, er no 60–70 år gamle. Det kan indikere at desse immuncellene vart danna i den tidlege barndomen deira, så dei er om lag like gamle som pasientane.

Har ulike oppgåver

Men ikkje alle plasma-cellene var av den langliva typen. Ved å undersøke overflateprotein på plasmacellene, kunne forskarane dele dei inn i grupper. Ei av gruppene levde kort og vart fornya heile tida, slik den etablerte oppfatninga av tarm-immunsystemet har vore.

– Vi trur at nokre få av desse kortliva cellene overlever, forandrar seg og blir langliva, seier Jahnsen.

Dei kortliva plasmacellene er typiske ved tarm-sjukdomen cøliaki, der immunforsvaret reagerer på gluten. Når ein sluttar å ete gluten, blir dei borte att.

– Men vi trur at dei langliva cellene er meir retta inn mot tarmfloraen, bakteriane og mikroorganismane som finst naturleg i tarmen. No for tida lærer vi stadig meir om kor viktig tarmfloraen er for helse og sjukdomsutvikling. Eg førestiller meg at dei langliva plasmacellene produserer antistoff som er retta inn mot visse tarmbakteriar, og dermed hjelper til med å halde tarmfloraen stabil, seier Jahnsen.

No prøver dei å skaffe pengar til å undersøke om denne hypotesen stemmer.

I tillegg til å gje ny innsikt i immunforsvaret, kan resultata ha praktiske bruksområde.

– Det spennande med desse plasmacellene er at dei har slutta å dele seg, og berre lever i år etter år. Førebels er det få vaksinar som verkar gjennom tarmen. Og ein vil jo at ein vaksine skal gje immunitet i mange år. Oppdaginga vår kan vere viktig for dei som jobbar med vaksineutvikling, meiner forskaren.

Av Kjerstin Gjengedal
Publisert 4. mai 2017 07:46 - Sist endret 4. mai 2017 07:46
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere