Säätelijä T-solujen kehittyminen ihmisen kateenkorvassa
 
julkaistu 26.11.2009/Väitöskirjat
 
Immuunijärjestelmä suojaa kehoa hyökkäämällä tunnistamiaan taudinaiheuttajia vastaan. Immuunipuolustuksessa keskeiset T-solut kehittyvät kateenkorvassa. Kehityksen aikana sellaiset solut, jotka tunnistavat omia antigeenejä liian voimakkaasti tuhotaan. Tätä kutsutaan immunologiseksi toleranssiksi. Virheellisten, autoreaktiivisten T-solujen poistamista tehostaa AIRE-geeni (autoimmune regulator). Autoreaktiivisia soluja saattaa kuitenkin päästä elimistöön, jolloin ne voivat aiheuttaa autoimmuunitauteja. T-solujen toimintaa omaa elimistöä vastaan voivat estää säätelijä- eli regulatoriset T-solut (Treg-solut). Tämä väitöskirjatutkimus selvittää Treg-solujen kehitystä ihmisessä.

Useita säätelijäsolupopulaatioita on kuvattu, mutta parhaiten tunnetaan FOXP3-transkriptiotekijää ilmentävät Treg-solut. Analysoin varhaisia T-solujen esiasteita eli tymosyyttejä eri kehitysvaiheissa virtaussytometriaa käyttäen. Varhaisin T-solulinjan solu on CD4-CD8- (DN, double-negative) solu. Jo osa näistä varhaisista DN-soluista ilmentää FOXP3-geeniä. FOXP3+-soluja oli nähtävissä myös kypsemmissä tymosyyteissä. Eristin eri kehitysvaiheissa olevia tymosyyttejä ja tutkin eri geenien ekspressiota kvantitatiivisen PCR:n avulla. Lisäksi tarkastelin tymosyyttipopulaatioita vertailemalla niiden T-solureseptorirepertuaareja. Tulokseni viittaavat siihen, että ihmisen Treg-solut eriytyvät omalle kehityslinjalleen jo hyvin varhaisessa vaiheessa ja kehitys etenee samaan tapaan kuin tavallisillakin T-soluilla.

Valtaosalla T-soluista on pinnallaan vain yhdenlaisia T-solureseptoreja. Tutkiessani FOXP3+-tymosyyttejä, Treg-solujen esiasteiden geeniekspressio viittasi siihen, että niillä saattaisi olla muita soluja useammin kaksi eri T-solureseptoria pinnallaan. Lisätutkimukset osoittivat havainnon pitävän paikkaansa. Molemmat T-solureseptorit pystyivät myös välittämään signaaleja solun sisään, kun T-solureseptoria stimuloitiin. Virtaussytometriatulosten perusteella arvioimme, että valtaosa verenkierrossa olevista Treg-soluista ekspressoi pinnallaan kahta erilaista T-solureseptoria. Koska solujen määrä on näin suuri, vaikuttaa tämä ominaisuus todennäköisesti Treg-solujen kehitykseen kateenkorvassa.

Autoimmuunitautien syntymekanismeja ei tunneta tarkasti, mutta tiedetään, että sekä ympäristötekijöillä että geenivirheillä on vaikutusta. Lisäksi on todettu, että regulatoristen T-solujen toiminnan poikkeavuudet ovat ainakin osatekijä useissa autoimmuunisairauksissa. APECED (Autoimmuunipolyendokrinopatia-kandidiaasi-ektodermaalinen dystrofia) on autoimmuunisairaus, jonka tiedetään olevan harvinainen yhden geenin mutaation aiheuttama tauti. Mutaatio on paikallistettu AIRE-geeniin. Mutaation seurauksena autoreaktiivisten T-solujen tuhoaminen todennäköisesti häiriintyy. Koska Treg-solut ovat tärkeitä immunologisen toleranssin säilyttämisessä, tässä väitöskirjatutkimuksessa tutkittiin myös niiden toimintaa autoimmuunitaudissa, APECEDissa.

APECED-potilaiden Treg-solujen analysointi osoitti, että potilailla on huomattavasti vähemmän FOXP3+ -Treg soluja ja näissä soluissa FOXP3-ekspression määrä on matalampi kuin verrokeissa. Lisäksi soluviljelmät osoittivat, että APECED-potilaiden Treg-solujen kyky estää muiden solujen jakaantumista oli heikentynyt. T-solureseptorirepertuaarianalyysi osoitti myös, että APECED-potilaiden Treg-solujen T-solureseptorit eroavat verrokkien Treg-solujen T-solureseptoreista. Tulokset osoittavat, että AIRE:n puuttuessa Treg solujen kehitys on häiriintynyt APECED-potilailla.

Väitöskirjatutkimukseni tulokset antavat uutta tietoa Treg-solujen kehityksestä ihmisen kateenkorvassa. Treg-solujen erilaistuminen alkaa hyvin varhaisessa vaiheessa, ja AIRE-geeni sekä kahden eri T-solureseptorin pintaekspressio vaikuttavat niiden kehitykseen.

Heli Tuovisen väitöskirja "Development of regulatory T cells in the human thymus" tarkastettiin 20.11. Helsingin yliopistossa.