Cellen in de bloedvaten van de hersenen die nodig zijn voor de koortsreactie

Cellen in de bloedvaten van de hersenen die nodig zijn voor de koortsreactie

Onderzoekers van de Universiteit van Linköping hebben bij muizen de cellen in de bloedvaten van de hersenen geïdentificeerd die nodig zijn voor een koortsreactie. De resultaten, gepubliceerd in PNAS, beantwoorden een al lang bestaande vraag over welke organen betrokken zijn bij de ontwikkeling van koorts.

Iedereen krijgt wel eens koorts. Als we de mechanismen achter koorts begrijpen, kunnen we ook begrijpen hoe nieuwe medicijnen en behandelingen kunnen werken.”

Anders Blomqvist, emeritus hoogleraar, Instituut voor Biomedische en Klinische Wetenschappen, Universiteit van Linköping

Koorts is de reactie van het lichaam op een infectie of ontsteking en een afweermechanisme tegen bijvoorbeeld virussen en bacteriën. Wanneer het lichaam wordt getroffen door een infectie of ontsteking, komen er moleculen vrij die bekend staan ​​als cytokines in de bloedbaan. Deze moleculen zijn te groot om door de bloed-hersenbarrière te gaan, een netwerk van kleine bloedvaten die de hersenen beschermen tegen schadelijke stoffen. Maar koorts is slechts een symptoom dat zich manifesteert nadat de hersenen zelf signalen geven. Dus hoe herkennen de hersenen dat het lichaam wordt beïnvloed door een ontsteking of infectie?

De verklaring ligt in receptoren op het buitenoppervlak van de bloed-hersenbarrière die de cytokines herkennen. Deze receptoren zenden het signaal naar cellen op het binnenoppervlak van de bloedvatwanden in de bloed-hersenbarrière, de zogenaamde endotheelcellen. Ze beginnen dan met de productie van het hormoonachtige molecuul prostaglandine E2, dat op zijn beurt receptoren in de hypothalamus activeert, die fungeert als de thermostaat van het lichaam. Er werd een koortsreactie geïnitieerd. Tot nu toe was het echter onduidelijk of dit het enige mechanisme achter koorts was.

Vroeger werd gedacht dat prostaglandine ook in bepaalde cellen van organen als de lever en de longen moet worden geproduceerd om een ​​koortsreactie teweeg te brengen. Maar onderzoekers van de Universiteit van Linköping hebben nu aangetoond dat dit niet het geval is. In een onderzoek bij muizen, gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences, laten PNAS, Anders Blomqvist en zijn collega's zien dat de endotheelcellen van de hersenen de enige zijn die nodig zijn voor een koortsreactie.

"Onze resultaten beantwoorden een vraag die al tientallen jaren wordt gesteld. Tot nu toe was er geen bewijs dat alleen de endotheelcellen in de hersenen nodig zijn om een ​​koortsreactie te veroorzaken. We hebben deze kenniskloof nu gedicht", zegt Anders Blomqvist.

De onderzoekers werkten met genetisch gemodificeerde muizen waarbij ze bepaalde genen verwijderden die coderen voor de prostaglandineproductie in de endotheelcellen van de hersenen. De muizen werden vervolgens ingespoten met stoffen die in de celwanden van bepaalde bacteriën aanwezig zijn en veroorzaakten zo koorts. De genetisch gemodificeerde muizen vertoonden na de injectie geen koortsreactie.

Hieruit concludeerden de onderzoekers dat deze endotheelcellen nodig zijn om koorts op te wekken, maar lieten niet zien of ze voldoende zijn. Om deze reden voerden de onderzoekers tests uit op een ander genetisch gemodificeerd muismodel, waarbij de enige cellen die prostaglandine E2 konden produceren de hersenendotheelcellen waren. Deze muizen vertoonden een koortsreactie, wat bevestigde dat de endotheelcellen in de hersenen inderdaad voldoende zijn.

Deze experimenten werden mogelijk gemaakt door geavanceerde technieken voor het beheren en bestuderen van proefdieren. Door operatief een intraveneuze katheter in te brengen en de lichaamstemperatuur te registreren met behulp van telemetrie, kunnen zowel de injecties als de metingen worden uitgevoerd zonder het dier te belasten, waardoor de koortsreactie nauwkeuriger kan worden waargenomen.

‘Het grote publiek heeft lang geloofd dat de lichaamstemperatuur van kleine dieren hoger is dan die van mensen en andere grote zoogdieren, rond de 40 graden. Maar de metingen klopten niet omdat de dieren tijdens het proces gestrest waren. Uit de technieken die we gebruikten blijkt dat muizen dezelfde temperatuur hebben als mensen’, zegt Anders Blomqvist.

Het onderzoek werd financieel ondersteund door de Zweedse Onderzoeksraad, de Zweedse Hersenstichting en de Zweedse Kankervereniging.

Bron:

Universiteit van Linköping

Referentie:

Shionoya, K., et al. (2022) Selectieve productie van prostaglandine in endotheelcellen van de hersenen is zowel noodzakelijk als voldoende om koorts te veroorzaken. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.