Analyse van Xbp1 knock-out microarray data in conventionele dendritische cellen

Identificatie van nieuwe potentiële targets betrokken bij allergische reacties Astma en allergieIedereen heeft wel een familielid of kennis die aan astma of een allergie lijdt. De cijfers liegen er nietom; momenteel zijn ongeveer 1 op 5 personen allergisch. Men kan dus spreken van een wareepidemie. Maar wat leidt precies tot die hoge cijfers? Hoe kunnen die cijfers naar beneden gehaaldworden? Hoe kunnen we dus deze ziektes efficiënt behandelen en voorkomen? Door wetenschappelijk onderzoek kunnen we inzicht krijgen in hoe astma en allergieën werken,zodat er een betere behandeling en preventie voor kan uitgebouwd worden. Allergisch zijn voor een bepaalde stof betekent in wezen dat het immuunsysteem die bepaalde stofbehandelt als een gevaarlijke component (zoals een virus), terwijl dat helemaal niet nodig is. Astma isdan een chronische allergie. Het immuunsysteem van astmapatiënten aanziet ongevaarlijke deeltjeszoals pollen, huisstofmijt, sigarettenrook … als gevaarlijke componenten, waardoor een hevigeimmuunreactie wordt uitgelokt. Die immuunreactie uit zich dan in de gekende symptomen vanastma: verhoogde productie van slijm, hoesten, piepende ademhaling en kortademigheid. Dendritische cellen en Xbp1De sleutel naar het antwoord omtrent astma ligt bij het immuunsysteem dat bij de ene persoonongevaarlijke deeltjes aanziet als gevaarlijke componenten, terwijl het immuunsysteem van eenander dat niet doet. Een centrale rol in het immuunsysteem is weggelegd voor de zogenaamdedendritische cellen (DC). Deze cellen zijn de poortwachters van ons immuunsysteem en spelen eenbelangrijke rol in het ontstaan van astma. De functie van DC bestaat namelijk uit het herkennen vaneen antigeen, het opnemen en verwerken ervan, migreren naar de dichtstbijzijnde lymfeknoop (kleinorgaan dat onder andere voorkomt onder de oksels) om daar het antigeen te presenteren aan Tcellen.Daarbij zal de dendritische cel beslissen of de T-cel zich moet ontwikkelen tot een T-cel dieleidt tot tolerantie (geen immuunreactie) of een T-cel die leidt tot inflammatie (een immuunreactie,een allergische reactie). De dendritische cel is dus dé cel die beslist over tolerantie of inflammatie enis daarom een zeer interessante cel met oog op het ontstaan van astma en allergie. Onderzoek heeft aangetoond dat de DC kunnen onderverdeeld worden in vier types, waaronder deconventionele DC. Deze conventionele poortwachters kunnen verder opgesplitst worden in de CD8αDC en de CD11b DC. Inademen van stoffen zoals sigarettenrook, huisstofmijt… kan ertoe leiden dateiwitten slecht of helemaal niet worden opgevouwen en zorgen voor stress in de cel, aangezienbepaalde functies niet kunnen beoefend worden. Een eiwit moet immers een specifieke structuur (ofopvouwing) vertonen vooraleer het zijn functie kan uitoefenen. In een poging dit probleem op telossen, start de cel de zogenaamde UPR of Unfolded Protein Response, een soort mechanisme van decel dat stoffen aanmaakt die moeten helpen bij het beter opvouwen van de eiwitten. Een belangrijkerol in dit mechanisme is weggelegd voor Xbp1 (X-Box Binding Protein 1). Xbp1 is eentranscriptiefactor die reguleert hoeveel eiwit er van bepaalde genen wordt gevormd. Microarray experimentenRecente experimenten met Xbp1 knock-out muizen (muizen die het Xbp1 gen ontbreken) tonen aandat het Xbp1 heel belangrijk is voor de ontwikkeling en overleving van DC, de poortwachters van onsimmuunsysteem. De afwezigheid van Xbp1 leidt namelijk tot de vorming van abnormale DC,waardoor deze hun functies niet langer optimaal kunnen uitvoeren. Het is momenteel onduidelijkwaarom Xbp1 zo’n grote invloed heeft op de DC. Om dit beter te begrijpen werden microarray experimenten uitgevoerd waarbij normaleconventionele DC vergeleken worden met conventionele DC die Xbp1 ontbreken. Bij een microarrayexperiment wordt achterhaald welke genen meer of juist minder eiwit produceren in muizen zonderXbp1 in vergelijking met normale muizen. Bij dit experiment wordt dus achterhaald welke genenmeer of minder eiwit produceren bij het ontbreken van Xbp1. Zo'n microarray experiment resulteert in grote hoeveelheden data, omdat er informatie gegevenwordt over alle genen (de mens telt ongeveer 23 000 genen), die één voor één geanalyseerd worden.Aangezien het onmogelijk is deze data handmatig te verwerken, werd beroep gedaan op bioinformatica.Uit deze analyse blijkt dat er 15 genen zijn die meer eiwit produceren in CD8a DC zonderXbp1 en 30 genen die minder eiwit vormen. Op deze lijst van 55 genen werden vervolgens allerleibio-informatica technieken toegepast. Zo werd onder andere onderzocht hoe deze 55 genen metelkaar samenwerken. Op die manier wordt meer inzicht verworven in hoe een cel omgaat met slechtof niet opgevouwen eiwitten. Door de resultaten van de verschillende bio-informatica technieken tecombineren kon de lijst van 55 interessante genen verminderd worden tot 4 mogelijke targets.Verder experimenteel onderzoek wordt momenteel uitgevoerd om te achterhalen of deze targetsook effectief kunnen toegepast worden in de behandeling en preventie van allergie.