Forskningsgruppen jeg tilhører, jobber med tymus, et organ som er plassert rett foran hjertet. For å få frem hva tymus gjør, kan vi også gjerne kalle det for immuncelleskolen.
De immuncellene som utdannes på immuncelleskolen heter T-celler. De går på skolen mens de er unge og umodne, og de cellene som består eksamen blir modne og slipper ut i resten av kroppen.
I løpet av skoletiden danner cellene det som heter T-cellereseptorer. Disse reseptorene skal de ferdigutdannede T-cellene bruke til å gjenkjenne fremmedelementer.
T-cellene våre kan gjenkjenne mye forskjellig
Prosessen som de umodne T-cellene går igjennom gjør at det er det litt tilfeldig hvordan T-cellereseptoren ser ut. Siden det dannes mange T-celler og alle får en litt tilfeldig reseptor får vi en enorm variasjon av unge T-celler som kan kjenne igjen litt forskjellige ting.
Stor variasjon er helt nødvendig for at vi skal få mange T-celler som kan beskytte oss mot en stor mengde raskt muterende virus og andre lumske fiender. Samtidig er det risikabelt. Blant alle de ulike T-cellene kan det nemlig være noen som gjenkjenner proteiner som er en del av kroppens friske celler og vev.
Immunsystemet kan ta feil
Dersom T-celler som gjenkjenner slike vanlige bestanddeler får lov til å bli modne og slippe ut fra tymus, vil de kunne starte et angrep mot kroppen vår. Dette kan føre til autoimmune sykdommer som leddgikt, Addisons sykdom, eller diabetes type 1. Ved diabetes type 1, for eksempel, er det insulinproduserende celler som blir angrepet og ødelagt.
Vi trenger altså ikke bare et «sterkt» immunforsvar. Med stor styrke kommer stort ansvar. T-celler må vite når de skal reagere, og når de for all del skal la være. De må være godt utdannet!
Unge T-celler sendes på skole
I tymus finnes det lærerceller som presenterer kroppens egne proteiner for de unge T-cellene. «Se her, sånn ser insulin ut, ikke ødelegg dette!».
For å bestå eksamen må T-cellene vise at de ikke reagerer for kraftig når kroppens egne proteiner blir presentert på denne måten. T-celler som reagerer på disse proteinene, vil jo kunne finne på å starte skadelige angrep hvis de får slippe ut i kroppen.
Utdannelsen er brutal. Stryk på eksamen medfører en dødsdom. Reagerer du for kraftig på et av kroppens egne proteiner er det slutt. Rundt 95% av alle umodne T-celler vil ikke fullføre skolen, og forsvinner.
T-cellene må testes mot alle proteiner de ikke skal reagere på
For at umodne T-celler som egentlig skal stryke på eksamen, ikke skal snike seg uoppdaget gjennom den strenge utdannelsen, må pensumlisten av kroppens egne proteiner være fullstendig.
For eksempel: Dersom T-cellene ikke blir presentert for insulin, vil jo ikke de som reagerer kraftig på insulin bli oppdaget og fjernet. Utfordringen med insulin er bare at det egentlig kun lages i bukspyttkjertelen. Slik er det også med mange andre proteiner i kroppen vår, de finnes bare på stedene der de trengs. Hvordan skal de unge T-cellene i tymus bli skikkelig testet da?
Heldigvis løses dette av et protein som heter AIRE. AIRE finnes i tymus, i en spesiell type av lærerceller. I disse cellene skrur AIRE rett og slett på produksjonen av proteiner som egentlig hører hjemme helt andre steder. Og så kan T-cellene testes.
Hos personer med feil i AIRE slipper farlige T-celler gjennom
Funksjonen til AIRE-proteinet ble oppdaget på grunn av et sjeldent syndrom som heter APS-1. Personer med APS-1 har mutasjoner i genet som gir oppskriften på AIRE. De lager derfor litt rare AIRE-varianter som ikke helt klarer å gjøre jobben sin.
Når AIRE ikke klarer å skru på produksjon av kroppens egne proteiner blir pensumlisten i tymus ufullstendig. Farlige T-celler blir ikke sortert bort, og pasientene utvikler ulike autoimmune tilstander.
Autoimmune sykdommer kan skyldes en blanding av ulike faktorer
Tilfellet med APS-1, hvor variasjon i ett enkelt gen er nok til å gi sykdom, er egentlig ganske sjelden. Ofte er det heller slik at et samspill mellom flere ulike genvarianter gir en økt risiko for sykdom.
Kartlegging av celler i tymus
Vi tror at flere genvarianter som gir økt risiko for autoimmun sykdom, påvirker T-celleutdannelsen i tymus. For å forstå mer av dette, trenger vi detaljert kunnskap om hvordan utdannelsen foregår. Derfor jobber vi med å kartlegge de ulike celletypene som er involvert.
Teknologiutviklingen har vært formidabel, så der vi før måtte studere en hel suppe av ulike celler sammen, kan vi nå plukke ut én og én celle og studere hver enkelt i detalj. Resultatene gir oss mange svar, men også mange nye spørsmål.
Jo mer vi ser, jo mer komplekst blir det, og jo mer fascinert blir vi. Forhåpentligvis vil vi kunne bidra med noen viktige brikker i puslespillet om T-celleutdannelsen og hvordan den noen ganger svikter slik at vi får autoimmun sykdom.
