Tag Archives: immunsystem

Immunterapi – Hjelp til sjølvhjelp

Blogger: Kristian K. Starheim, forskar ved Senter for molekylær inflammasjonsforskning (SFF-CEMIR)

Visste du at AIDS-pasientar får kreft? AIDS står for Aquired Immunodeficiency Syndrome – eit syndrom der immunforsvaret har kollapsa. Til forskarane si forundring førte dette til kreftutvikling. Kroppen vår brukar altså immunforsvaret aktivt til å nedkjempe kreft. Mesteparten av kreftcellene som oppstår i løpet av eit langt liv merkar vi aldri – vårt eige immunforsvar et dei opp like raskt som dei oppstår. Continue reading

Leave a Comment

Filed under Betennelse og immunsystemet, Forskning, Kreft

Hva immunforsvaret ditt driver med mens du holder pusten

Ingrid EftedalBlogger: Ingrid Eftedal, Forsker og prosjektleder
Barofysiologi-gruppa, Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk

 

 

Hvite blodceller er viktige komponenter av immunforsvaret vårt. De beskytter kroppen fra angrep av mikroorganismer; uten de hvite blodcellene er det nesten umulig å holde seg frisk i en verden full av smitte. Men hva driver disse cellene med når vi ikke er syke? De er der da også. Og de er aktive, hele tida.

Len deg tilbake, pust inn. Og hold pusten. Enklere blir det ikke; nå skjer det vel ikke stort som er verdt å forske på? Jo, det gjør det faktisk.

Evolusjonen har formet oss for miljøet vi lever i. Dette miljøet er aldri helt stabilt, og immunforsvaret bidrar til at kroppen reagerer raskt nok på miljøendringer til å holde helsa i balanse. Noen av de vanligste miljøendringene vi opplever går i faste sykluser, nært knyttet til jordas rotasjon rundt sola og seg selv. Årstidene, for eksempel. I en elegant studie publisert i Nature i 2015 påviste engelske og tyske forskere variasjoner i immunforsvaret som følger årstidene perfekt. Faktisk ligger kroppen litt i forkant: naturen har over tid utstyrt oss med et biologisk minne som stiller immunforsvaret riktig inn litt før neste årstid kommer. Noe lignende kan vi se i løpet av døgnet; aktiviteten til enkelte hvite blodceller svinger i en finstilt 24-timers rytme.

Immunforsvaret fungerer altså syklisk.

Hva skjer hvis vi går til en ennå raskere syklus; pusterytmen?

Som regel puster vi uten å tenke over det. Cellene våre behøver oksygen for å produsere energi, og når lungene er fylt med luft er det sirkulasjonssystemet – hjertet, blodårene og blodet – som sørger for at oksygenet når fram til alle deler av kroppen. Alle kan holde pusten en stund, men noen er mye flinkere enn andre. Fridykkere dykker mens de holder pusten; de aller beste av dem kan holde pusten i over ti minutter.

Fridykkerkonkurranse. Deltaker med hodet under vann.

Fridykker Goran Colak under konkurransegrenen statisk apnea, der deltakerne holder pusten under oppsyn av tidtaker og støttepersonell. Blodprøver fra dykkere ble brukt til å undersøke hvordan immunforsvarets hvite blodceller reagerer når oksygeninnhold i blodet går ned. Bildet er gjengitt med tillatelse fra Goran Colak, 11 ganger verdensmester i fridykking.

For å undersøke hvordan immunforsvaret reagerer på pusterytmen har vi studert noen av verdens beste atleter i fridykkedisiplinen apnea. Studien var enkelt utformet: vi tok blodprøver før atletene stakk hodet under vann, og nye prøver hhv én og tre timer etter at de holdt pusten så lenge de klarte mens de lå stille i vannet eller svømte nær overflaten. Blodprøvene ble fraktet til kjernefasiliteten for genomikk ved NTNU, der vi vi målte det totale uttrykket av gener i atletenes hvite blodceller. Resultatene var slående. Vi fant fem tusen ulike gener som reagerte på noe så enkelt som å holde pusten lenge. Det er neste en fjerdedel av alle gener vi mennesker har i cellene våre! Disse målingene brukte vi til å beregne hvilke typer hvite blodceller som reagerte på dykkene, og hvilke biologiske prosesser inne i cellene som var involvert.

Graf som viser hvite blodceller hos fridykkere i konkurransegrenen apnea.

Figuren viser et utvalg hvite blodceller fra fridykkere i konkurransegrenen apnea. De blå boksene er mengder før dykk, mens de røde og grønne boksene viser de samme cellene hhv én og tre timer etterpå. Hovedfunnene var en kraftig økning i nøytrofile granulocytter én time etter fridykking, mens to lymfocytter; CD8-positive celler og NK-celler, gikk ned. Beregningene av cellemengder ble gjort ved hjelp av matematisk dekonvolvering av genuttrykksdata.

Det viktigste funnet vi gjorde var en markert øking av celletypen nøytrofile granulocytter. Nøytrofile granulocytter reagerer raskt når kroppen oppfatter et angrep; de dreper gjerne inntrengende celler ved rett og slett å spise dem opp. Men de har også en annen egenskap som viser seg når oksygennivået synker. Nøytrofile granulocytter er nemlig evolusjonsmessig gamle celler; de oppsto i en tidsepoke da oksygennivået i atmosfæren var lavere enn det er i dag. Deres moderne etterkommere trives fremdeles best i miljøer med lite oksygen. Celletyper som bruker mer oksygen – som lymfocytter – hadde lav aktivitet etter at dykkerne holdt pusten. Det vi fant er trolig spor av evolusjonen som er preget inn i immunforsvaret, og som kommer til syne når kroppens oksygentilgang varierer. Denne studien ble publisert tidsskriftet Physiological Genomics i november 2016, og er beskrevet av American Physiological Society som en viktig vitenskapelig oppdagelse.

Denne studien ble gjort på friske atleter.

Kan det være nyttig kunnskap også for syke?

Friske trenger normalt ikke å bekymre seg for å få nok oksygen, men for enkelte ganske vanlige sykdommer som kols eller søvnapné er tilgangen på oksygen redusert – kronisk eller i perioder. Disse sykdommene kan gi vedvarende betennelsestilstander og økt risiko for infeksjoner; begge deler tegn på et endret immunforsvar. Hvis vi kan bruke resultater fra friske til å skille effektene av redusert oksygen ut fra det øvrige sykdomsbilde, kan det kanskje i tur bidra i forebygging og behandling?

– Og pust ut.

Leave a Comment

Filed under Betennelse og immunsystemet, Blod, Forskning

På jakt etter perfekt immunrespons


Blogger:
Trude Helen Flo, co-director CEMIRtrude_helen_flo_FotografGei

Norges forskningsråd har nylig delt ut midler til fri prosjektstøtte til medisin, helse og biologi (FRIMEDBIO). Dette er midler som det er stor konkurranse om nasjonalt, og det er derfor kun de aller beste nasjonale prosjektene som får støtte. Det medisinske fakultet, NTNU fikk støtte til hele tre unge forskertalenter, tre forskerprosjekter og to post doc stipend. Du vil få lese om alle disse prosjektene på bloggen fremover. Trude Helen Flo og hennes kolleger ved CEMIR fikk støtte til forskerprosjektet: New Principles of mycobacterial killing in host macrophages (MycoHosPath). Les mer om dette prosjektet (på engelsk). 

Leave a Comment

Filed under Betennelse og immunsystemet, Forskning, Generell helserelevans, NTNUmedicine

Sukker + inflammasjon = sant?

Blogger: Eivind Samstadespevik_fotografGeirMogen-(

 

 

 

Immunforsvaret har sensorer som gjenkjenner inntrengere som bakterier og virus, men også skade på celler i kroppen. Aktivering av immunforsvaret gir inflammasjon, som har til hensikt å fjerne inntrengere og reparere skade. Inflammasjon kjennetegnes ved rødme, varme, smerte, og hevelse.

Inflammasjon må reguleres nøye, for dersom immunforsvaret overreagerer kan responsen i seg selv gi mer skade enn selve årsaken. Kronisk inflammasjon kobles blant annet til sykdommer som aterosklerose (åreforkalkning), overvekt, kreft, diabetes (sukkersyke) og demens.

cupcake

Er sukker den store synderen bak vår generasjons største helseutfordring? Foto: istockphoto

Kronisk inflammasjon kobles blant annet til sykdommer som aterosklerose (åreforkalkning), overvekt, kreft, diabetes (sukkersyke) og demens.

Et sentralt spørsmål for oss på Centre of Molecular Inflammational Research (CEMIR) er hvordan inflammasjon kan være så nært knyttet til så mange tilsynelatende forskjellige kroniske sykdommer.

Amerikaneren Dr. Robert Lustig er for tiden aktuell med boken “Fat chance – The bitter truth about sugar”, hvor han beskylder høyt inntak av sukker for å være den store synderen bak vår generasjons største helseutfordring, det metabolske syndrom1. Dr. Lustig, som er barneendokrinolog og til daglig arbeider med overvektige barn er kanskje mest kjent for sitt foredrag “Sugar: The bitter truth” på Youtube som nå er sett av over 3,5 millioner.

Flere med Lustig problematiserer den rådende oppfatning om at overvekt utelukkende skyldes for mye energi inn, og for lite energi ut2.

WHOs definisjon av metabolsk syndrom er insulinresistens, i tillegg til to eller flere av følgende; høyt blodtrykk (140/90), overvekt (BMI > 30), høyt kolesterol (TG > 1.7), eller økt utskillelse av protein i urinen (mikroalbuminuri). Det metabolske syndrom belaster helsevesenet med enorme kostnader, og er på verdensbasis blitt et større problem for folkehelsen enn underernæring.

Pasienter med metabolsk syndrom har høyere risiko for å få blant annet hjerteinfarkt og hjerneslag. I Norge er vi på ingen måte forskånet, og Samhandlingsreformen er et forsøk på å komme problemet til livs gjennom økt fokus på forebyggende helsearbeid.

Ved inntak av sukker må kroppen ta stilling til om energien skal brukes eller lagres. Sukker er en viktig kilde til energi – og det er derfor essensielt at vi til enhver tid har nok tilgjengelig. I overskudd vil det meste gå til lagring, og det er leveren som administrerer dette. I prosessen dannes det en rekke avfallsstoffer, blant annet urinsyre. Under normale forhold klarer kroppen å kvitte seg med urinsyren, men om det akkumulerer kan det dannes krystaller.

I første delen av mitt doktorgradsarbeid fant vi en mekanisme for hvordan slike krystaller aktiverer immunforsvaret. Immunforsvaret prøver nemlig å kvitte seg med krystallene, men får det ikke til (se video som viser en celleskål med immunceller som spiser (fagocyterer) urinsyrekrystaller). Cellene sender da ut et kraftig rop om hjelp, som aktiverer immunforsvaret ytterligere. Dette nødsignalet er tett regulert, for om det skyter over mål får vi en kronisk inflammasjon. Om dette manifesterer seg i et ledd får vi rødme, varme, smerte, og hevelse, kanskje bedre kjent som sykdommen urinsyregikt.

Leveren omdanner også sukker til fett for langtidslagring. Fettet fraktes som LDL (bedre kjent som “det dårlige kolesterolet”) i blodbanen, og ut til fettcellene våre. På veien setter det seg fast i åreveggen og danner grunnlaget for det vi kaller aterosklerose. Også her kan for mye kolesterol på ett sted føre til dannelse av krystaller, kolesterolkrystaller.

Vi fullfører for tiden et prosjekt hvor vi har sett på om kolesterolkrystaller aktiverer immunforsvaret på samme måte. Også her overreagerer nemlig immunforsvaret, og konsekvensen kan være at selve åreveggen, og ikke krystallene brytes ned. Dette kan gi et sår, som igjen kan gi en blodpropp. Og avhengig av hvor proppen sitter kan det gi et hjerteinfarkt eller et hjerneslag.

Målet med vår forskning er å bedre forståelsen for hvordan sykdom oppstår. Det pågår for tiden forsøk med immunhemmende medikamenter for å forhindre nettopp hjerteinfarkt og hjerneslag. For pasientenes del bør vi derfor kjenne sykdomsmekanismene så godt som mulig.

Men immunhemmende medikamenter angriper det metabolske syndrom i feil ende. Dersom det virkelig er sånn at sukker + inflammasjon = sant kan vi alle starte i den andre enden – nemlig med å kutte det daglige sukkerinntaket.

1.     Lustig, R. Fat Chance: The bitter truth about sugar. (Fourth Estate, 2012).

2.     Taubes, G. The science of obesity: what do we really know about what makes us fat? An essay by Gary Taubes. BMJ 346, f1050 (2013).

 

 

Den offisielle åpningen av NTNUs fire nye sentre for fremragende forskning SFF CEMIR_logovar mandag 10. Juni. CEMIR  er ett av disse sentrene. I vårt senter skal vi forske på nye mekanismer som setter i gang inflammasjonsresponser. Vi håper med dette å få kunnskap som kan peke på nye metoder for behandling og diagnostikk av sykdommer der inflammasjon spiller en avgjørende rolle. Du kan lese mer om CEMIR på http://www.ntnu.edu/cemir

I løpet av juni vil du få lese flere blogginnlegg fra CEMIR sitt forskningsmiljø.

30 Comments

Filed under Betennelse og immunsystemet, Forskning, Generell helserelevans, Hjerneslag, Hjerte-kar, NTNUmedicine, Stoffskifte og hormoner (metabolisme og endokrinologi)

CEMIR sitt forskningstema er inflammasjon

2terje_espevik_FotografGeirBlogger: Terje Espevik, leder CEMIR

 

 

 

Den offisielle åpningen av NTNUs fire nye sentre for fremragende forskning SFF CEMIR_logovil skje mandag 10. Juni. CEMIR  er ett av disse sentrene. I vårt senter skal vi forske på nye mekanismer som setter i gang inflammasjonsresponser. Vi håper med dette å få kunnskap som kan peke på nye metoder for behandling og diagnostikk av sykdommer der inflammasjon spiller en avgjørende rolle.Du kan lese mer om CEMIR påhttp://www.ntnu.edu/cemir

I løpet av juni vil du få lese flere blogginnlegg fra CEMIR sitt forskningsmiljø.

Når immunsystemet skal beskytte oss mot infeksjoner og skader, setter det i gang en betennelse (inflammasjon). Det har vært en rivende utvikling i dette feltet de siste 15 år. Vi vet nå mye om sensorer som setter i gang betennelse og betydningen som de har for vårt forsvar mot mikrober, og betydning det har i kroniske sykdommer.

Vi lever i en verden med utallige mikroorganismer, og noen av disse kan gi alvorlige infeksjoner. Mange av disse mikroorganismene kan gi opphav til infeksjonssykdommer  som er blant hovedårsakene til død og funksjonshemming i verden.

Det er rundt 13.7 millioner mennesker som dør per år av infeksjonssykdommer og det er luftveisinfeksjoner som utgjør den største gruppen av dødstall. Vi har et immunsystem som er skreddersydd for å ta hånd om sykdomsfremmende virus, bakterier, sopp og parasitter, men av og til reagerer dette systemet for svakt eller for sterkt og gir opphav til sykdom. Immunsystemet skal også fjerne molekyler fra kroppen som er modifisert eller endret på en eller annen måte.

Makrofag

Bilde viser en immuncelle (makrofag) som holder på å spise to bakterier. Bakteriene er vist i rødt. Sensoren som makrofagen bruker for sette i gang betennelsesreaksjonen mot bakterien er vist i grønt og vi ser hvordan sensoren samler seg rundt bakterien. Cellekjernen er vist i blått. Bildet er laget i et konfokalmikroskop. Foto: Marie Hjelmseth Aune.

Når immunsystemet skal beskytte oss mot infeksjoner og skader, setter det i gang en betennelse (inflammasjon). Det har vært en rivende utvikling i dette feltet de siste 15 år. Vi vet nå mye om sensorer som setter i gang betennelse og betydningen som de har for vårt forsvar mot mikrober, og betydning det har i kroniske sykdommer.

Inflammasjon har en lang og fargerik historie som er nært koblet til historier om kriger med påfølgende sår og infeksjoner. Det var den romerske legen Cornelius Celsus (30 B.C. – 38 A. D.) som beskrev de klassiske symptomene på inflammasjon: varme, smerte, rødhet og hevelse. Noe senere ble funksjonstap også lagt til som symptom.

De klassiske symptomene er et resultat av aktivering av endotelcellene i blodkarene i nærheten av skadestedet som resulterer i at plasma og blodceller strømmer ut i vevet mot skadestedet. Inflammasjon er helt nødvendig for å fjerne skadelig stoffer og for å starte helbredelsesprosessen. Prosessen er nøye regulert og forbigående. Blir den for kraftig kan det f. eks. føre til blodforgiftning (sepsis). Hvis de skadelige stoffene ikke fjernes, kan det føre til en kronisk inflammasjon som vi ser ved flere sykdommstyper slik som leddgikt, arteriosklerose og kreft.

 Inflammasjon er helt nødvendig for å fjerne skadelig stoffer og for å starte helbredelsesprosessen. Prosessen er nøye regulert og forbigående. Blir den for kraftig kan det f. eks. føre til blodforgiftning (sepsis). Hvis de skadelige stoffene ikke fjernes, kan det føre til en kronisk inflammasjon som vi ser ved flere sykdommstyper slik som leddgikt, arteriosklerose og kreft.

Balansering av inflammasjonsresponsen er helt nødvendig for å opprettholde normale forhold i kroppen. Det normale er at sensorene oppdager infeksjonen på et tidlig stadium og setter i gang sårhelingen så fort infeksjonen er fjernet. En inflammasjonrespons er akutt og forbigående, den skal ikke pågå for lenge. Hvis responsen blir langvarig, snakker vi om en kronisk inflammasjon og det er flere sykdommer som er assosiert med en kronisk inflammasjon. Et eksempel er autoimmune sykdommer, for eksempel reumatoid artritt eller leddgikt.

Utover 1990 tallet la forskere merke til at ved flere og tilsynelatende helt forskjellige sykdommer så observerte man ansamling av immunceller på sykdomsstedet. Man oppdaget dette først ved arteriosklerose, men etter hvert også ved andre tilstander som overvekt, type 2 diabetes, Alzheimers sykdom og kreft. Så derfor er det blitt en stor interesse for inflammasjon og hvilke mekanismer og sensorer som blir aktivert ved disse kroniske tilstandene.

Hvordan skal vi lykkes med CEMIR?

Å få tildelt SFF status er svært prestisjefylt og innebærer en langsiktig finansiering av forskning. Men en slik status forplikter også. Vi skal levere forskning av fremragende kvalitet i 10 år framover. Så da må vi planlegge en god strategi for å lykkes. I en slik strategi ligger mange viktige elementer som vi må tenke på.

CEMIR har et originalt og ambisiøst forskningsprosjekt som har fokus på de molekylære mekanismene bak den aller første fasen av inflammasjonsresponsen. Å ha forskningsfokus på denne første fasen tror vi er viktig siden resultatene vi da oppnår kan ha betydning for mange tilsynelatende forskjellige inflammatoriske sykdommer.

CEMIR har et originalt og ambisiøst forskningsprosjekt som har fokus på de molekylære mekanismene bak den aller første fasen av inflammasjonsresponsen.

Et ambisiøst forskningsprosjekt krever også svært gode forskere, forskningsgrupper og tilgang på avanserte metoder og teknologi. Et viktig strategisk moment her er at vi har satt sammen fem tverrfaglige forskningsgrupper lokalt som har bakgrunn fra både celle/ molekylær biologi og klinisk medisin. Det er også en stor styrke for senteret at det kan benytte seg av de 6 kjernefasilitetene som DMF har opprettet. Med dette vil grunnforskningen vi gjør komme nærmere pasientene.

Men Trondheim og NTNU er litt utenfor allfarvei, så vi må også ha en strategi for samarbeid med forskere fra andre gode og prestisjetunge miljøer både nasjonal og internasjonalt. Dette har vi løst ved å rekruttere 6 fremragende forskere (3 fra USA, 1 fra Tyskland og 2 fra Oslo) til senteret i professor II stillinger. Disse personene vil organisere 3 doktorgradskurs i regi av senteret. I tillegg vil vi knytte disse forskerne tettere til senteret gjennom veiledning av våre PhD- og post doc kandidater som skal tilbringe lengre perioder i deres laboratorier.

CEMIR er nå i en svært spennende oppbyggingsfase med mange nye ansettelser. Mot slutten av 2013 skal tyngdepunktet for CEMIR etableres i Kunnskapssenteret, der senteret vil få tilgang til nye laboratorier og kontorer.

Følg med på bloggen i juni. De neste ukene vil du få lese mer om hva CEMIR skal forske på.

Leave a Comment

Filed under Betennelse og immunsystemet, Blod, Forskning, Generell helserelevans, Hjerte-kar, Kreft, Nervesystemet og hjernen, Stoffskifte og hormoner (metabolisme og endokrinologi)