The role of CCR9-expressing T cell subsets in the immunopathology of primary Sjögren’s syndrome

Anneline Hinrichs, UMC Utrecht
Promotiedatum: 14 februari 2023

Nederlandse samenvatting lekenversie

Het primair syndroom van Sjögren (pSS) is een chronische auto-immuunziekte waarbij de meeste patiënten last hebben van droge ogen en een droge mond, vermoeidheid en spier -en gewrichtsklachten. De klachten van droogte ontstaan door een verminderde productie van traanvocht en speeksel ten gevolge van ontstekingen in de klieren die traanvocht en speeksel aanmaken. Deze ontstekingen ontstaan spontaan. Dit houdt in dat immuuncellen (witte bloedcellen oftewel afweercellen) geactiveerd zijn, alsof er een infectie met een bacterie of virus speelt die door deze cellen bestreden moet worden, terwijl hier geen sprake van is. Het zijn juist gezonde lichaamseigen cellen die beschadigd raken. Bij een deel van de patiënten kunnen de immuuncellen die op de eigen lichaamscellen gericht zijn ook ontstekingen geven in andere organen, zoals de nieren of de longen. Daarnaast hebben bepaalde patiënten met pSS een verhoogd risico op het ontwikkelen van lymfeklierkanker.

Verreweg de meeste patiënten met pSS zijn vrouwen (ongeveer 90%). De ziekte wordt vaak vastgesteld op een leeftijd tussen 30 en 60 jaar. Het precieze werkingsmechanisme van de ziekte is onbekend en er is momenteel geen effectieve behandeling tegen pSS. Wetenschappelijk onderzoek is zowel gericht op het begrijpen hoe de ziekte ontstaat en welke processen ontregeld zijn in het lichaam, als op het vinden van een succesvolle behandeling.

Een typisch kenmerk van pSS is de overactiviteit van een specifiek type immuuncel, de B-cel. Er zijn verschillende andere immuuncellen die deze B-cel hyperactiviteit kunnen aanjagen, zoals T-cellen. Er bestaan veel soorten T-cellen met ieder hun eigen kenmerken en functie. In dit proefschrift worden meerdere mogelijke aanjagers onderzocht van het T-cel type, namelijk specifieke soorten T-cellen die gekenmerkt worden door het eiwit CCR9 aan hun buitenkant. . Met andere woorden: het hoofddoel van dit proefschrift was om meer inzicht te krijgen in de rol van verschillende CCR9-positieve (CCR9+) T-cellen in pSS. De bevindingen van deze onderzoeken zijn beschreven in 5 hoofdstukken. Daarnaast beschrijven we in het laatste hoofdstuk een nieuwe techniek waarmee we proberen meer inzicht te krijgen in hoe we de ziekte kunnen vaststellen of monitoren, zonder gebruik te hoeven maken van belastende ingrepen zoals een speekselklierbiopsie.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat CCR9+ CD4 T-cellen (CD4 T-cellen worden ook wel T-helpercellen genoemd) een rol kunnen spelen in pSS. Het aantal CCR9+ CD4 T-cellen is verhoogd in het bloed van patiënten met pSS ten opzichte van gezonde mensen/vrijwilligers. Daarnaast hebben deze cellen zogenaamde “effector” eigenschappen en produceren ze bijvoorbeeld ontstekingseiwitten (pro-inflammatoire cytokines en chemokines) die direct of indirect ontsteking kunnen veroorzaken. CCR9+ cellen verplaatsen naar plekken in het lichaam waar het eiwit CCL25 aanwezig is, zoals in de speekselklieren van patiënten met pSS. Qua eigenschappen lijken CCR9+ CD4 T-cellen op folliculaire helper T (Tfh)-cellen die gekenmerkt worden door het eiwit CXCR5 en die uitgebreid beschreven zijn in pSS, aangezien deze CXCR5+ T-cellen normaliter zorgen voor een goede organisatie van T –en B-cellen in de lymfeklieren, maar in pSS lijken bij te dragen aan de hyperactiviteit van B-cellen.

In dit proefschrift gaan we dieper in op de eigenschappen van CCR9+ CD4 T-cellen en vergelijken de cellen met CXCR5+ T-cellen en T-cellen die noch CCR9 noch CXCR5 hebben. We vergeleken de mate waarin genen klaar staan om omgezet te worden in werkzame eiwitten. Met aanvullende analyses werd duidelijk dat er in CCR9+ CD4 T-cellen meer genen actief zijn die ervoor kunnen zorgen dat cellen zich nestelen in weefsels zoals speekselklierweefsel. Ook waren er meer genen actief die voor een verhoogde productie van ontstekingseiwitten, zoals chemokine CCL5, kunnen zorgen. Naast CD4 T-cellen hebben we aangetoond dat ook andere immuunceltypen, zoals CD8 T-cellen (die ook wel cytotoxische T-cellen worden genoemd) en gespecialiseerde slijmvlies T-cellen (mucosa associated invariant T cells) in het bloed van patiënten met Sjögren vaker een verhoogde CCR9-expressie hebben. Oftewel, ongeacht het immuunceltype lijken immuuncellen die CCR9  hebben meer te circuleren in het bloed van patiënten met pSS en bijzonder in staat om ontstekingseiwitten te maken. Ook zijn de eiwitten voor stimulatie van B-cellen vaker verhoogd, wat kan betekenen dat deze cellen de B-cel overactiviteit kunnen aanjagen.

Naast het onderzoek over CCR9+ T-cellen, hebben we in dit proefschrift gekeken naar een zo min mogelijk ingrijpende nieuwe techniek om ziekte te kunnen bestuderen. Hoewel veel nieuwe technologieën beperkte hoeveelheden menselijk materiaal nodig hebben om ziekten, zoals pSS, te bestuderen, vereisen de meeste technologieën namelijk nog steeds belastende procedures, zoals speekselklierbiopsie of bloedafname, om materiaal te verkrijgen. In het laatste hoofdstuk van het proefschrift werd een nieuwe technologie getest, waarbij talg (sebum), het product van talgklieren in de huid, onderzocht is met een zogenaamde high-throughput metabolomics technologie. Talg kan makkelijk verkregen worden van de huid van het voorhoofd met behulp van speciale plakkers (sebutapes), waarna de talg in hele kleine stukjes (metaboliet-ionen) wordt gebroken en gemeten met een massaspectrometer, zodat de precieze samenstelling van de talg duidelijk wordt. Er werden bescheiden verschillen waargenomen tussen de talgsamenstelling van pSS-patiënten in vergelijking met gezonde mensen/vrijwilligers, waarbij sommige metaboliet-ionen een duidelijke samenhang hadden met ziekteactiviteit. Een andere interessante bevinding was dat dezelfde analyses voor patiënten met systemische sclerose (SSc) een meer uitgesproken verschil toonden in vergelijking met gezonde mensen/vrijwilligers en metaboliet-ionen verrijkt waren die een rol kunnen spelen in vaatvernauwing. Voor patiënten met systemische lupus erythematosus (SLE) werden juist minder verschillen gezien met gezonde vrijwilligers. Tussen de gevonden metaboliet-ionen van patiënten met pSS en SSc werden veel gelijkenissen gevonden, door het sebum metabolome (metaboliet-ionen verschillend tussen gezonde vrijwilligers en mensen met ziekte) van pSS patiënten en SSc patiënten te vergelijken. Het sebum metabolome van SLE patiënten liet juist weinig overeenkomst zien met het sebum metabolome van pSS of SSc patiënten. Al met al toonde deze verkennende studie aan dat deze nieuwe techniek van sebum metabolomics een nieuwe strategie zou kunnen zijn om biomarkers in pSS en andere (systemische) auto-immuunziekten, zoals SSc en SLE te identificeren.