Immuunhubs in de schedel vormen een eerste verdedigingslinie tegen hersenkanker

Onderzoekers van de Washington University School of Medicine in St. Louis hebben in het beenmerg van muizenschedels eerder onbekende, lymfeklierachtige immuunstructuren gevonden. Deze ‘hubs’ lijken te fungeren als lokale beveiligingsposten voor de hersenen: ze kunnen signalen van afwijkingen in het centrale zenuwstelsel oppikken en een afweerreactie organiseren voordat lymfeklieren elders in het lichaam worden geactiveerd.

De ontdekking geeft wetenschappers een nieuw beeld van de communicatie tussen hersenen en immuunsysteem. Ook kan ze op termijn aanknopingspunten bieden voor behandelingen die de afweer dichter bij een hersentumor of een ontstekingsproces in de hersenen sturen.

Een lokale afweerpost vlak bij de hersenen

De schedel is niet alleen een beschermende botlaag rond de hersenen. Het beenmerg in de schedel maakt deel uit van verschillende immuuncompartimenten aan de randen van de hersenen, waaronder de hersenvliezen.

In het muizenonderzoek vonden de onderzoekers georganiseerde ophopingen van lymfoïde cellen in het schedelbeenmerg. Die vertonen kenmerken van zogenoemde kiemcentra: gespecialiseerde plaatsen waar afweercellen elkaar activeren en zich verder ontwikkelen. De structuren konden signalen uit de hersenen bemonsteren en snel een adaptieve immuunreactie in gang zetten. Volgens de onderzoekers reageerden ze op hersenkanker voordat lymfeklieren op afstand afwijkende cellen detecteerden.

Die nabijheid kan belangrijk zijn. Signalen uit de hersenen hoeven mogelijk niet eerst naar een conventionele lymfeklier elders in het lichaam te reizen; de schedelgerelateerde structuren lijken een lokale reactie te kunnen starten.

De rol van T-helpercellen en B-cellen

De immuunhubs bevatten verschillende populaties T-folliculaire helpercellen, afgekort Tfh-cellen, en B-cellen. Tfh-cellen helpen B-cellen bij hun activatie en ontwikkeling in kiemcentra. Zo ondersteunen ze de productie van antistoffen met een hoge bindingskracht en van geheugencellen die bij een volgende blootstelling sneller kunnen reageren.

In de structuren van het schedelbeenmerg vonden de onderzoekers aanwijzingen dat Tfh-cellen met B-cellen communiceren en hun activatie aansturen. Samen vormen deze cellen een lokale, adaptieve afweer die antigenen uit het centrale zenuwstelsel kan herkennen en een antistofreactie kan opbouwen.

Kort gezegd fungeren Tfh-cellen als coördinatoren: ze geven de signalen die B-cellen helpen selecteren en rijpen. B-cellen leveren vervolgens het antistofproducerende en geheugenonderdeel van de reactie. De studie suggereert dat dit samenwerkingsverband de hersenen kan helpen verdedigen zonder volledig afhankelijk te zijn van immuunorganen op afstand.

Wat gebeurde er bij glioblastoom?

De onderzoekers testten de structuren in muizen met glioblastoom, een agressieve vorm van hersenkanker. Wanneer ze de lokale immuunreactie verstoorden, reageerden de muizen minder sterk tegen de tumor. Het glioblastoom groeide sneller en de dieren overleefden korter, volgens de gerapporteerde resultaten.

Wanneer de lokale afweer juist werd gestimuleerd, remde dat de tumorgroei en nam de overleving van de muizen toe. Daarmee lijken de structuren een belangrijke rol te spelen in de vroege afweer tegen hersenkanker.

Er is wel een belangrijke kanttekening: dit zijn preklinische resultaten uit muizenonderzoek. Ze bewijzen niet dat dezelfde aanpak bij mensen veilig of effectief is. Er kunnen op basis van deze studie geen conclusies worden getrokken over de overleving van patiënten.

Hebben mensen dezelfde structuren?

De onderzoekers vonden ook vergelijkbare populaties immuuncellen in menselijk schedelbeenmerg. Dat ondersteunt de mogelijkheid dat ook de menselijke schedel een gespecialiseerd immuunmilieu nabij de hersenen bevat.

Maar de observatie bewijst nog niet dat mensen beschikken over identieke, lymfeklierachtige organen met dezelfde structuur en werking als bij muizen. Daarvoor zijn aanvullende studies nodig die vaststellen hoe de cellen bij mensen georganiseerd zijn, hoe ze met de hersenen communiceren en of ze invloed hebben op ziekte of behandeling.

Kan dit leiden tot lokale behandelingen?

Als het mechanisme ook bij mensen blijkt te bestaan, zou het immuunmilieu vlak bij de schedel mogelijk een nieuw aangrijpingspunt voor therapie kunnen worden. Onderzoekers zouden dan bijvoorbeeld de afweer tegen tumoren kunnen stimuleren, schadelijke ontstekingen kunnen afremmen of immuunmodulerende middelen lokaal kunnen toedienen in plaats van het hele lichaam eraan bloot te stellen.

Dat idee kan relevant zijn voor glioblastoom en mogelijk ook voor neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer. Onderzoekers van WashU en andere onderzoeksgroepen testen al immuunstrategieën voor hersenziekten bij muizen. Zo zijn genetisch aangepaste CAR-T-cellen ontwikkeld die zich richten op amyloïde plaques die kenmerkend zijn voor Alzheimer.

Een lokale behandeling zou in theorie de gewenste werking kunnen concentreren op de plek waar die nodig is. Daardoor zou de rest van het lichaam mogelijk minder aan immuunstimulatie worden blootgesteld. Het huidige bewijs laat echter niet zien of dergelijke behandelingen bij mensen daadwerkelijk minder bijwerkingen veroorzaken. Veiligheid, toediening, werkingsduur en de verschillen tussen aandoeningen moeten nog worden onderzocht.

Voortbouwen op eerdere ontdekkingen

De nieuwe studie sluit aan bij eerder onderzoek dat het oude beeld van de hersenen als grotendeels afgesloten van het immuunsysteem heeft bijgesteld.

Eerdere studies brachten lymfevaten aan het licht in de dura mater, het buitenste hersenvlies. Ander onderzoek wees op kleine kanaaltjes door de schedel waardoor immuuncellen vanuit het schedelbeenmerg de hersenvliezen kunnen bereiken zonder via de bloedbaan te reizen.

Die bevindingen lieten zien dat de schedel en de weefsels rond de hersenen rechtstreeks kunnen deelnemen aan neuro-immuuncommunicatie. De nu beschreven lymfeklierachtige structuren voegen daar een georganiseerde locatie aan toe waar signalen uit de hersenen mogelijk worden geïnterpreteerd en omgezet in een snelle adaptieve afweerreactie.

De kern van de ontdekking

De studie beschrijft geen bewezen nieuw menselijk orgaan en ook geen beschikbare behandeling tegen kanker. Het gaat om een ontdekking bij muizen: georganiseerde immuunhubs in het schedelbeenmerg met Tfh-cellen en B-cellen die snel op hersentumoren kunnen reageren.

De belangrijkste betekenis is dat de hersenen mogelijk een gespecialiseerde, nabijgelegen afweercentrale hebben. Als toekomstig onderzoek vergelijkbare structuren en functies bij mensen bevestigt, kunnen deze hubs een gerichtere manier bieden om antitumorimmuniteit te activeren of ontstekingen rond de hersenen te reguleren.