Het laboratorium van neuro-immunoloog Jonathan Kipnis geldt al jaren als een van de plekken waar het klassieke beeld van het brein sneuvelt. Eerder toonde zijn team aan dat er wel degelijk lymfevaten door de harde hersenvlies (dura mater) lopen en dat er piepkleine kanaaltjes bestaan die schedel, hersenvlies en hersenweefsel met elkaar verbinden. Nu komt de groep, verbonden aan de Washington University School of Medicine in St. Louis, met een vondst die opnieuw voor opschudding zorgt: in het beenmerg van de schedel bevinden zich immuunstructuren die het brein als eerste verdedigen tegen ziekte. De studie verscheen in het tijdschrift Nature.
- In het schedelbeenmerg van muizen zijn voor het eerst lymfeknoop-achtige immuunstructuren gevonden.
- Deze ‘hubs’ treden op als snelle eerste verdedigers tegen hersenkanker, nog voor verder gelegen lymfeklieren gealarmeerd zijn.
- Genactiviteitsdata wijzen erop dat vergelijkbare structuren ook bij mensen aanwezig zijn.
Decennialang gingen wetenschappers ervan uit dat de hersenen en het immuunsysteem nauwelijks met elkaar communiceerden. Het nieuwe onderzoek laat het tegendeel zien: het brein onderhoudt niet alleen contact met het afweersysteem, maar heeft er ook eigen ‘bewakingsposten’ vlakbij geplaatst — dichterbij dan bij andere organen het geval is.
Wat de onderzoekers precies aantroffen in het bot
Bij muizen volgde het team hoe eiwitten vanuit de hersenen via de eerder ontdekte kanaaltjes rechtstreeks in het schedelbeenmerg terechtkwamen. Daar stuitten de onderzoekers op structuren die normaal alleen in lymfeklieren voorkomen. In zulke knooppunten leren zogeheten T-follikulaire helpercellen de zogenaamde B-cellen om grote hoeveelheden krachtige antistoffen aan te maken, die infecties en ziekte helpen bestrijden.
“We hebben zulke structuren nog nooit eerder in gezond beenmerg gezien”, aldus eerste auteur Jang Hyun Park. “Het is een spannende ontdekking die laat zien dat een complex brein zijn eigen gespecialiseerde immuunstructuren nodig heeft om zichzelf te verdedigen.”
De hubs, gelegen aan de achterkant van de schedel, bestaan uit een cluster van B-cellen, T-cellen en zogenoemde antigeenpresenterende cellen. Volgens Vesa Kiviniemi van de Universiteit van Oulu in Finland, die niet bij het onderzoek betrokken was, gaat het om structuren “die niet eerder beschreven zijn”. Hij noemt de vondst “een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de immuunrespons van het brein”.
Hoe de schedelafweer kanker bleek af te remmen
Om te testen of deze knooppunten het brein daadwerkelijk beschermen, gebruikte het team een muismodel van glioblastoom, een agressieve vorm van hersenkanker. Toen de onderzoekers de immuunhubs met een medicijn uitschakelden — dat blokkeert het eiwit CD40L dat nodig is om de afweercellen te activeren — groeiden de tumoren sneller en daalde de overleving. Muizen die het medicijn kregen leefden gemiddeld nog ongeveer 25 dagen na de tumorinjectie, tegenover ongeveer 35 dagen in de placebogroep.
In een tweede experiment sloegen de onderzoekers de omgekeerde weg in. Via een gel die direct onder de hoofdhuid werd aangebracht, dienden ze een mengsel van drie immuunversterkende eiwitten toe. Dat wekte een golf van tumorbestrijdende afweer op die eerst in de schedelhubs op gang kwam en pas daarna in de lymfeklieren daarbuiten. Deze muizen stootten hun tumor beter af en leefden ongeveer tien dagen langer dan dieren die een placebo kregen.
Voorzichtige aanwijzingen dat het ook bij mensen speelt
Of mensen dezelfde immuunknooppunten hebben, staat nog niet vast. Het team baseert zich op genactiviteitsdata uit eerdere studies van menselijke schedels, die erop wijzen dat ook daar T-cellen actief worden en B-cellen helpen activeren. “Dat wijst erop dat hetzelfde bij mensen aanwezig is”, zegt Kiviniemi, al benadrukt hij dat aanvullend onderzoek aan schedels van overledenen nodig is om dit te bevestigen.
De betekenis reikt volgens de onderzoekers verder dan kanker alleen. Als de hubs ook bij mensen bestaan, zou het gericht aanspreken ervan in theorie de deur openen naar nieuwe behandelingen van uiteenlopende hersenaandoeningen waarbij het immuunsysteem een rol speelt — van de ziekte van Alzheimer en Parkinson tot multiple sclerose en langdurige COVID. Het aantrekkelijke idee daarbij: therapieën zouden deze knooppunten rechtstreeks via de schedel kunnen bereiken, zonder de zware bijwerkingen die optreden wanneer het hele lichaam wordt behandeld. Voor patënten zou dat betekenen dat de afweer heel gericht bij de hersenen kan worden ingezet. Voorlopig blijft dat toekomstmuziek: de resultaten komen uit muizen en genetische data, niet uit behandelingen bij patiënten.
Wat vindt u van het idee dat onze eigen schedel een verborgen afweerpost voor de hersenen herbergt? Deel uw gedachten over wat deze ontdekking voor toekomstige behandelingen zou kunnen betekenen.
