Slik sørger vaktceller for at kroppen går til motangrep på truende inntrengere

Så fort vi blir angrepet av virus eller bakterier, setter immunforsvaret i gang med motangrep. Mange ulike celler spiller ulike roller når inntrengeren skal uskadeliggjøres.

I frontlinjen står celler som kan oppdage fremmedelementer og oppdage at det er fare på ferde. Detaljene i angrepet går de imidlertid glipp av.

– Disse cellene kan se at inntrengeren er et virus, men ikke at det er et koronavirus, sier stipendiat Katharina Vestre ved Institutt for biovitenskap.

Hun har studert cellene som sørger for at neste trinn i forsvaret fungerer best mulig, som gjør at immunsystemet kan sette i verk mer målrettede tiltak mot akkurat denne inntrengeren.

– Cellene jeg har studert, er en type vaktceller. De er en link mellom førstelinjeforsvaret som kommer til åstedet først, og det spesialiserte immunforsvaret som kommer litt etter hvert, sier Vestre til Titan.uio.no.

Vaktcellene må bevege seg fort

Oppgaven til disse dendrittiske cellene som de kalles på fagspråket, er å gi detaljerte beskjeder til immunsystemet, som deretter kan produsere forsvarsceller som matcher angriperen.

Da er det viktig at de beveger seg fort. Og det gjør de.

– De dendrittiske cellene er veldig raske. De er blant de raskeste cellene vi har i kroppen, sier Vestre.

Mens førstelinjeforsvaret prøver å bremse angrepet, beveger Vestres celler seg rundt omkring og smaker på omgivelsene. Så fort de har oppdaget noe skummelt eller interessant, setter de kursen for lymfeknuten. Så fort de bare kan.

– I lymfeknutene vil de møte og aktivere T-celler, som kan være spesialiserte morderceller som dreper virusinfiserte celler. T-cellene kan også aktivere B-cellene, de som lager antistoffer. Mine celler er bindeleddet som gjør at T-cellene og B-cellene setter i gang et målrettet angrep.

I lymfeknuten leter vaktcellen etter en match, en celle som er ekspert på akkurat det de har funnet ute i kroppen. Da kan denne cellen begynne å dele seg og masseprodusere celler til et målrettet angrep.

– Det er derfor vi gjerne trenger litt tid før vi blir friske fra en sykdom. Alt dette må skje i kulissene før vi får et virkelig bra angrep som kan ta knekken på viruset eller bakterien, sier Vestre.

Cellene endrer bevegelsesmønster når de finner noe skummelt

Noe av det som er spesielt med disse vaktcellene, er at de har to måter å bevege seg på. En litt langsom mens de leter etter inntrengere og én lynkjapp når de må komme seg fortest mulig til lymfeknuten.

– Så lenge de ikke har funnet noe, beveger de seg verken fort eller målrettet. De går litt, stopper for å ta opp ting, smake litt på omgivelsene, så bytter de retning å går en annen vei. De går litt i sikksakk.

– Men idet de finner noe farlig, starter de en modningsprosess. Da blir de veldig raske og veldig målrettede, for da skal de ikke lenger stoppe å smake på ting, da skal de bare rett til lymfeknuten, forteller Vestre.

Cellene narres med «duften» av lymfeknute

Og nettopp her, i denne overgangen, har Vestre oppdaget noe av hemmeligheten bak de plutselige endringene i bevegelsesmønsteret. Et protein som kalles Rab7b, som disse cellene vanligvis er godt forsynt med, ser ut til å spille en viktig rolle.

– Hvis vi fjerner dette proteinet fra cellen, sliter de med overgangen til å bli målrettet. Selv om de oppdager noe farlig, oppfører de seg fortsatt som en umoden celle som går rundt og smaker på ting.

– De klarer fortsatt å bevege seg, men det tar lengre tid, og de er ikke like effektive, sier Vestre.

Det er vanskelig å observere oppførselen til disse cellene inne i kroppen vår, men Vestre har funnet metoder for å etterligne immuncellenes hverdag. Hun har plassert cellene i en gele av kollagen, et stoff det er mye av mellom cellene i kroppen våre. Der har hun også tilsatt et signalstoff som for disse cellene «lukter» som lymfeknute.

– Da kan jeg filme cellene og se om de tar raskeste vei til signalstoffet eller om tar de en sikksakk-rute. Der kan jeg se at cellene uten dette proteinet går mer i sikksakk, mens den vanlige cellen går mer rett fram, sier Vestre.

Forskerne tvinger dem inn i pølseform

Hun har også tvunget cellene til å bevege seg gjennom trange kanaler som bare er fem mikrometer høye og åtte mikrometer brede. Da tvinges alle inn i samme pølseformede fasong, og det blir lettere å sammenligne dem.

– Dermed kan vi se hvor ulike proteiner er plassert inne i cellene, sier Vestre.

Hun var særlig interessert i aktinproteiner. Vaktcellene bruker fibre av aktin når de smaker på ting i omgivelsene, og de bruker dem når de skal bevege seg. Når de smaker og drikker, er det mest aktin foran i cellen, mens det er mest i bakdelen når de skal bevege seg.

Så kunne hun se hva som skjedde med fordelingen av aktinproteiner dersom hun fjernet Rab7b-proteinet.

– Når vi fjerner Rab7b-proteinet, er det mer aktin foran. Det tyder på at de tar flere drikkepauser. Det skjer en forsinkelse i omdanningen fra drikkecelle til racercelle, sier Vestre, som tilhører forskergruppa Cell Dynamics.

LES OGSÅ: Metaforer fra tv-serien Skam forklarer hvordan immunsystemet virker

Virus, bakterier og kanskje kreft

Vestre og kollegaene hennes jobber ikke direkte med å utvikle nye medisiner.

– Vårt bidrag er en liten brikke i det store puslespillet. Vi har kommet enda dypere inn i alle de molekylære mekanismene som skjer inne i cellene som gjør at de kan bevege seg på riktig måte.

– Jo mer av dette vi kjenner til, jo lettere er det å identifisere hva som går galt inne i kroppen og hva man kan rette seg mot i utviklingen av medisiner og kanskje kreftvaksiner, sier Vestre.

Det er nemlig ikke bare i kampen mot bakterier og virus at vaktcellene er interessante.

– Det blir også forsket mye på disse cellene i forbindelse med immunterapi mot kreft. De skal vise frem deler av virus og bakterier for andre immunceller i lymfeknuten, men de kan også vise frem deler av kreftceller.

– Hvis du finner noe som bare er på kreftcellene og ikke på de vanlige cellene, og så får disse cellene til å vise det frem, kan du starte en immunrespons som går helt målrettet på kreftsvulsten, sier Vestre.

Tekst: Eivind Torgersen/Titan.uio.no

Vitenskapelig artikkel:
Katharina Vestre, Cinzia Progida mfl: Rab7b regulates dendritic cell migration by linking lysosomes to the actomyosin cytoskeleton, Journal of Cell Science, september 2021.