Cellen die afsterven tijdens een ontsteking sturen boodschappen die wonden genezen

Stervende cellen 

 Elke dag sterven er ongeveer een miljard cellen in ons lichaam. De meeste van deze cellen worden gedood door een proces dat apoptose wordt genoemd, een vorm van cellulair onderhoud dat ons gezond houdt. Onder invloed van ziekteverwekkers of ontstekingstriggers kunnen cellen echter afsterven in een proces dat pyroptose wordt genoemd. Zoals de naam al doet vermoeden (pyro betekent vuur), veroorzaakt pyroptose een aanzienlijke ontsteking, waardoor het lichaam infecties kan opruimen, maar dat ook ernstige weefselschade kan veroorzaken.

 “Celdood door pyroptose wordt tot nu toe alleen beschouwd als ontstekingsbevorderend en schadelijk van aard, maar ons werk suggereert dat pyroptose ook nuttige moleculen vrijgeeft die wondgenezing bevorderen, wat zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen van chronische ​ wonden of ontstekingen”, zegt prof. Kodi Ravichandran (VIB-UGent), een van de hoofdauteurs van de studie.

Ontsteking en genezing

Wanneer we te maken krijgen met een verwonding of infectie, reageert ons lichaam door een immuunreactie op te bouwen, wat resulteert in een ontsteking die de infectie opruimt. Wanneer de ontsteking echter niet tijdig of gecontroleerd wordt verholpen, kan er sprake zijn van ernstige weefselschade. Cellen die pyroptose ondergaan, dragen bij aan deze ontsteking door ontstekingsmoleculen vrij te geven. ​ 

Het nieuwe onderzoek door het team van prof. Kodi Ravichandran en collega's toont echter dat deze pyroptotische cellen ook moleculen vrijgeven die wondgenezing kunnen bevorderen.

“Tot onze verbazing veroorzaken de moleculen die door pyroptotische cellen worden uitgescheiden significante veranderingen in genexpressie in nabijgelegen gezonde immuuncellen (macrofagen) die genezing en weefselherstel bevorderen. Pyroptosis drukt dus zowel het gaspedaal als de rem in; enerzijds veroorzaken inflammatoire molecules die vrijkomen uit pyroptotische cellen ontstekingen, andere molecules het weefsel helpen zichzelf te genezen”, zegt Dr. Parul Mehrotra, senior en eerste auteur van de studie (VIB-UGent, nu bij het Indian Institute van Technologie, Delhi).

Wonden sluiten

Een van de belangrijkste wondgenezende moleculen die de onderzoekers hebben geïdentificeerd, is prostaglandine E2, bekend om zijn rol bij pijn en weefselregeneratie.

Dr. Sophia Maschalidi (VIB-UGent), co-eerste auteur van dit werk, zegt: “Onze experimenten onthulden dat de uitgescheiden moleculen van stervende cellen, bekend als het pyroptotische secretoom, het vermogen van het lichaam om beschadigde weefsels te herstellen aanzienlijk kunnen vergroten, zelfs als er zijn ontstekingsmoleculen aanwezig.”

Deze studie suggereert dat de huidige strategieën om behandelingen te ontwikkelen door pyroptose te blokkeren mogelijk moeten worden heroverwogen. Hoewel dit schade kan voorkomen, kan het ook de afgifte remmen van essentiële moleculen die helpen bij weefselherstel. In plaats daarvan zouden de nieuw geïdentificeerde kleine moleculen uit het pyroptotische secretoom kunnen worden benut om nieuwe therapieën te ontwikkelen, wat nieuwe hoop biedt voor patiënten die lijden aan chronische wonden of ontstekingsziekten.

Financiering  

Dit onderzoek werd ondersteund door het FWO, het Speciaal Onderzoeksfonds UGent, ERC, BJC Investigator Funds, LEO Foundation EMEA Award, Priority 2030 Federal Academic Leadership Program of the Russian Federation, EMBO, Boehringer Ingelheim en de Lawrence C. Pakula, MD IBD Innovatie Fonds. 

Publicatie

Oxylipins and metabolites from pyroptotic cells act as promoters of tissue repair. Mehrotra, Maschalidi, et al. Nature, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07585-9 

Gunnar De Winter

Science Communications Expert, VIB

• gunnar.dewinter@vib.be

• vib.be