Zelula amak: ikerketa, terapia, itxaropena
Egileak:
Alaitz Aranburu Txintxurreta
IRCC S-Research Center, Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, Erroma, Italia
Zelula amak eta organo hematopoietiko nagusiak
Hematopoiesia zelula ama pluripotenteei esker gauzatzen da, beren kaxa berritzeko eta gainontzeko zelula hematopoietikoak sortzeko duten ahalbideari esker. Enbrioiaren garapen goiztiarrean, ama zelula hematopoietikoak zaku bitelinoan eta aorta-gonadal-mesonefros (AGM) erregioan aurkitzen dira, geroxeago, gibelera, barera eta hezur-muinera migratzen dutelarik. Pertsona helduengan berriz, hematopoiesia hezur-muinean ematen da soilik. Hezur-muinak bere funtzioa bete ezin duenean ordea (displasiak) bareak hartzen du organo hematopoietiko nagusiaren funtzioa. Gainerakoan, barea organo hematopoietiko sekundariotzat hartzen da testu liburu guztietan.
Barea eta IgM memoriadun B linfozitoak
Zein da barearen funtzioa? Immunologoek organo hematopoietiko sekundarioa dela, hematologoek berriz hondatutako zelula eta zelula zaharrak baztertzeko ahalbidea duen organoa dela eta fisiologoek aldiz odola iragazten edo filtratzen duen organoa dela esango digute. Funtzio guzti hauen oinarria eta batera biltzea bareak duen “belaki” itxurako egitura anatomiko berezian dautza.
Hala eta guztiz ere, barea ez da “ezinbesteko” organotzat hartzen eta neoplasia kasuetan, kirurgia gastrikoa edo eta trauma abdominala izaten denean barea erauzi egiten da. Guzti honek barea “baztergarria” ote delako uste orokorra zabaldu du. Barea erauzita duten gizabanakoek bakterioen infekzioak izateko arrisku handiagoa izaten dute ordea, gehienetan kapsulatutako bakterioen infekzioak izaten dira hauek (Streptoccocus pneumoniae, Haemophilus influenzae eta Neisseria meningitidis esaterako).
Gainera sepsia izateko arriskua 10-20 aldiz handiagoa da barerik gabeko pertsonengan, gainera heriotza arriskuarekin lotuta egoten da, batez ere haurrengan. Jaiotzetiko bare gabeziak edo aspleniak ere arrisku berdinak ditu. Jaioberri asplenikoei esaterako ordu gutxitan heriotza iritsi dakieke mukosetako eta larruazaleko bakterioen infekzioak eragindako sepsiaren ondorioz.
B linfozitoen immunogabezia dutenek, 2 urte arterako haurrek eta barerik gabeko (bai jaiotzetikoak eta baita asplenikoak ere) pertsonek ez dituzte bakterioetatik eratorritako polisakaridoei erantzungo dieten antigorputz babesgarriak ekoizten (1). Bakterioen polisakaridoak (23 polisakarido arruntenak) osagai bezala dituzten txertoek ere ez dute babesik ematen. Dirudienez kapsula polisakaridoari erantzuna emateko ahalmen gutxitu honen arrazoia B linfozito mota berezi baten gabezian datza, hain zuzen ere, IgM isotipoko memoriadun B linfozitoen gabezian (2).
Gizakiengan bi motatako memoriadun B linfozitoak daude: IgM isotipokoak eta isotipoz aldatutakoak (“switched” ingelesez), gehienbat IgG isotipokoak. Maiz errepikatzen diren bakterio kapsulatuen infekzio kronikoak eta larriak estu-estu lotuta daude IgM memoriadun linfozito gabeziarekin (3). “Switched” memoriadun linfozitoek ezin duten IgM memoriadun linfozitoen funtzioa bete hauek falta direnean. IgM memoriadun linfozitoen agerpena odol zirkulazioan gutxika ematen da, esaterako jaioberriengan ez dira izaten ia baina hilabeteak pasa ahala ugaritzen hasten dira.
Pertsona helduen odol zirkulazioan, memoriadun linfozitoak %30etik %60ra bitartean izaten dira, horietatik erdiak IgM memoriadunak izaten direlarik. Barean IgM memoriadun zelulak barearen “ertzeko zona” edo zona marjinalean (MZ) aurkitzen dira makrofagoekin batera. Infekzio sistemiko bat gertatzen denean, IgM memoriadun linfozito eta makrofagoek bideratzen duten erantzunari esker barera sartu den bakterio patogenoa eliminatu egiten da. Pertsona osasuntsuengan infekzio sistemikoak oso arraroak izaten dira, baina barerik gabeko pertsonengan septizemia letala izateko arriskua areagotu egiten da.
Laburbilduz, bareak bi funtzio nagusi betetzen ditu infekzioak ekiditeko garaian:
1.- IgM memoriadun linfozitoen garapena eta funtzioa sostengatzen ditu. Nola dakigu hau? Barerik gabeko pertsonengan, B linfozito gabezia duten pertsonengan eta haurrengan (2 urte baino gutxiago) memoriadun IgM linfozito gabezia edo eta murrizketa nabarmena egoten delako (2, 4).
2.- Defentsa lokalak gainditu dituzten eta odol zirkulazioarekin batera barera iristea lortu duten bakterio patogenoak ezabatzea, barean bertan bizi diren makrofagoei esker.
B linfozito gabezia sufritzen dutenek, bai B linfozitoak zirkulazioan ez dituztelako edota hauen ahalmena gutxitu egin zaielako, serumeko antigorputz kopuru txikia edota erabateko gabezia izaten dute. Kapsulatutako bakterioen infekzioak saihestu nahian, 80. hamarkadan abiatu ziren ordezkapen terapiak (IVIG) emaile osasuntsuen antigorputzak (IgG isotipokoak bakarrik) zain-barnetik ematen zirela eta, pentsatuz horrela serumean gaixoek zeukaten antigorputz gabezia nolabait orekatu egin zitekeela (5). Gaixoari antigorputzak sarri eta kontzentrazio altuetan ematen bazaizkio, bakterio eta virusek sorturiko infekzio sistemiko larrien hedapena asko murrizten da terapia honekin eta ondorioz bizi kalitatea asko hobetzen zaio.
Hala ere, nahiz eta terapia egokia jarraitu, gaixo gehienek arnasbidetako infekzio kronikoak izan ohi dituzte sarri, ondorio bezala biriketako behin betirako hondamena etortzen zaie bronkiektasia eta biriketako gaixotasun kronikoekin (3). Sinusitis kronikoa osteitisarekin ondorioetako bat izaten da, gastroenteritisa kasu erdietan ematen da gutxi gora behera eta otitisa eta konjuntibitisa berriz oso maiz gertatzen direlarik. IG ordezkapen terapiak erakutsi diguna zera da, bakterioen hedapen sistemikoa saihesteko oso eraginkorra dela baina infekzio lokalak eta hauen ondorioz gertatzen diren organo eta ehunen infekzio kronikoa eta behin betirako suntsipena ekiditeko ahalmenik ez duela. Beraz, B linfozitoek oso funtzio garrantzitsua jokatzen dute mukosetako babesa eragiten eta immunitate mota hau ez dago serumeko antigorputzen menpean. Mukosetan B linfozitoek patogeno erasotzailearengandik babesteko erabiltzen duten “tresna” jariapenezko IgA (“secretory IgA edo sIgA” ingelesez) da (6).
sIgA edo jariapenezko IgA
Mukosetan IgA dimero bezala pIgR deitzen den beste proteina bati lotuta aurkitzen da. Hesteetako epitelioaren kanpoko gainazalean sIgAk etenik gabeko mintz edo pelikula bat osatzen du. Hesteetako sIgAk mikroorganismo patogeno eta komentsaletatik babesten du organismoa, mikro floraren aniztasuna erregulatzen du eta janarietatik datozen antigeno eta komentsalek eragindako sistema immunearen aktibazioa ekiditen du. Biriketan sIgAk antzeko antolamendu eta funtzioa du. Heste eta biriketako sIgAren zatiki bat sistema immune adaptatiboaren ondorioz ekoiztutakoa da B eta T linfozitoen arteko lankidetzaren ondorio bezala. sIgAren beste zatikia berriz T linfozitoen laguntzarik gabe ekoizten dute B linfozitoek. sIgAk betetzen duen funtzioa oso garrantzitsua da, izan ere bere kokapen estrategikoari esker, epitelioaren kanpoaldean, aurrez aurre topatzen baititu airetik eta janariekin batera barruratzen diren birus eta bakterioak.
Beste hitz batzuekin, sIgAk patogenoaren inbasioa gertatu aurretik jokatzen du “kanpoko munduarekin” kontaktuan dauden gainazal guztietan. Serumeko antigorputzak odol zirkulazioan, ehun interstizialetako eta handitutako gorputz ataletako antigorputzak baliagarriak dira bakarrik behin epitelio barrera gainditu eta inbasioa burutu duen patogenoaren kontra aritzeko.
Barerik gabeko pertsonen hesteetako biopsiak aztertu ditugu sIgAren antolamenduari arreta jarriz. IgM memoriadun linfozito eta IgA plasma zelulen artean dagoen erlazioa ulertu nahi dugu. Lehen esan bezala, barea kentzearen ondorioetako bat IgM memoriadun linfozitoen galera da. Gure behaketen arabera, hesteetako sekzioetan aurki daitezkeen IgA zelula plasmatikoen beherapena %50ekoa da barerik gabeko pertsonengan eta honen ondorioz hesteetako epitelioa estaltzen duen sIgAz osatutako mintza ez da ageri (ikus irudia).
Heste sekzioak pertsona osasuntsu batengan (ezkerrean)
eta barerik gabeko pertsona batengan (eskubian). IgA berdez eta faloidina gorriz.
Helduen barean zelula ama hematopoietikoak ba al daude?
Pertsona helduengan, hezur-muinaz gain, bareak hematopoiesia sustatu dezakeela erakustea da gure helburua. Esperimentu asko pertsonengan egitea ezinezkoa denez sagua erabiltzen dugu eredu bezala. Sagua oso modelo erabilgarria da, asplenia eta bare egozketek pertsonengan dituzten antzeko ondorioak jasaten baitituzte saguek. IgM memoriadun linfozitoen baliokideak saguarengan B1 zelulak dira.
Zelula ama hematopoietikoek (HSC) beren mintz zelularrean ponpa bereziak izaten dituzte molekula kaltegarriak kanpora jaurtikitzeko hain zuzen. Hoechst 33342 ADNari atxikitzen den koloratzaile bat da eta zelula ama hematopoietikoek modu eraginkorrean kanpora jaurtikitzen dute, beren identifikazio edo bereizpena ahalbideratuz. Behaketa esperimental hauek zelula ama hematopoietikoak bereizi eta pilatzeko metodo bati eman diote bide. Metodo honi “side population” (SP) (“alboko populazioa” itzulpena ingelesetik) deitzen zaio eta luzerako berrosatze gaitasuna duten zelula ama hematopoietikoak kontzentratzeko erabili ohi da. Azkeneko hamar urtetan hezur-muineko (BM), gibel fetaleko (FL), zilborresteko odoleko (CB) eta bareko (spleen) zelula ama hematopoietikoak bereizi eta isolatu ahal izan dira SP metodoa jarraituz.
SP metodoa jarraituz saguen hezur-muineko eta bareko zelula ama hematopoietikoak isolatu ahal izan ditugu eta berrosatze potentzial ezberdina dutela ohartu gara (7). Hezur-muineko eta bareko SP-ak, biak, fenotipoari dagokionean oso antzekoak izan arren jatorri (progenie) ezberdina bideratzen dute transplantea egin eta gero. Hezur-muineko SP-ak B linfozito mota guztiak sorrarazten ditu hezur-muinean, baita bareko B linfozito folikularrak eta zelula plasmatikoak (IgM isotipokoak) ere. Hesteetan IgA isotipoko zelula plasmatiko gutxi batzuk aurkitu daitezke baina sIgArik ez. Transplantatutako saguengan baretik eratorritako SP-ak berriz ez du hezur-muineko B linfozitoen garapena sustatzen. Barea berriz, IgM eta IgA zelula plasmatikoz josia agertzen da eta hesteetan sIgA berrosatu egin dela ikus daiteke. Aitzindari hematopoietiko guztiak gibel fetaletik datozenez, hezur-muineko eta bareko aitzindari hematopoietikoak ere gibel fetaletik eratorritakoak dira. Funtzio eta kokapen ezberdina dutenez, gibel fetaletik emigratu ondoren banandutakoak izan behar dira derrigorrez.
Hipotesi hau frogatu ahal izateko, ondorengo esperimentua egin dugu: B linfozitoak sortaraziko dituzten aitzindari hematopoietikoak dagoeneko 13. egunean p.c. aurki daitezke gibel fetalean. Hain zuzen ere, aitzindari hematopoietiko hauek hartu eta transplantatuz gero, hezur-muina eta barea erabat berrosatzen dira. Gibel fetaleko zelulak Rag2 saguengan (sagu hauek ez dute ez B ez T linfozitorik, ez eta NK zelula edo “zelula hiltzailerik” ere) injektatu ditugu eta 2 egun pasa ondoren, hezur muina eta barea kendu eta bateko zelulak alde batetik eta bestekoak bestetik, Rag2kocko saguengan injektatu ditugu berriz ere. Hamar aste pasa direnean saguak analizatu ditugu eta zera ikusi ahal izan dugu: bareko zelulak jaso dituzten saguek sIgA dutela hesteetako epitelioa estaliz. Alabaina, hezur-muineko zelulak jaso dituzten saguek berriz ez dute sIgAz osatutako babesik hesteetako mukosan.
Ondorioz, fetal gibelean 13. egunean p.c. bi motatako aitzindariak aurkitzen dira. Aitzindari hauexek saguengan injektatuz, berehalako eta erabateko aukera egitera behartzen ditugu. Bigarren pausuko transplanteek berriz lehendik genekiena berretsi dute, alegia, hezur-muineko eta bareko aitzindariek berrosatze ahalmen edo potentzial ezberdina dutela.
Pertsona osasuntsu eta heldu baten bareko SPa bereizi eta isolatzea lortu dugu. Zelula hauen transplantea Rag2kocko saguengan egingo dugu datozen esperimentuetan.
Erreferentziak
1.- French N. 2003. Use of pneumococcal polysaccharide vaccines: no simple answers. J Infect 46(2):78-86.
2.- Kruetzmann S et al. 2003. Human immunoglobulin IgM memory B cells controlling Streptococcus pneumoniae infections are generated in the spleen. J Exp Med 197:939-945.
3.- Carsetti R et al. 2005. The loss of IgM memory B cells correlates with clinical disease in Common Variable Immunodeficiency. J Allergy Clin Immunol 115:412-417.
4.- Weller S et al. 2004. Human blood IgM “memory” B cells are circulating splenic marginal zone B cells harboring a prediversified immunoglobulin repertoire. Blood 104:3647-3654.
5.- Stangel M et al. 2006. Basic principles of intravenous immunoglobulin (IVIg) treatment. J Neurol 253 Suppl 5 :V18-24.
6.- Fagarasan S et al. 2003. Intestinal IgA synthesis: regulation of front-line body defences. Nat Rev Immunol 3(1):63-72.
7.- Rosado MM et al. 2009. From the fetal liver to spleen and gut: the highway to natural antibody. Mucosal Immunol 2(4):351-361.
Azken Berriak
OEEren Osasun Biltzarraren ahozko komunikazioen aurkezpenak ikusgai
Urriaren 25ean Zornotzan egindako Osasun Biltzarraren bideoekin jarraituz, aste honetan ahozko komunikaziopen aurkezpenak aurkituko dituzue ondoko loturan:
https://youtu.be/5-9n9WMRQFc
Ahozko komunikazioak:
- 01:45:37 "Heriotza eta dolu...
OEEren Osasun Biltzarraren bigarren mahai-ingurua ikusgai
Urriaren 25ean Zornotzan egindako Osasun Biltzarraren bideoekin jarraituz, aste honetan bigarren mahai-inguruan parte hartu zuten osasun-arloko profesionalen hitzaldiak aurkituko dituzue ondoko loturetan:
Bigarren mahai ingurua: "Betiko gaix...
