De krachten gebundeld: geavanceerd onderzoek naar alveolaire schade bij longemfyseem

Delen via:

Welke immunogische processen spelen zich af in de longen van COPD-patiënten met ernstig emfyseem? En hoe kan kennis hierover bijdragen aan een betere behandeling en misschien zelfs herstel voor deze patiënten? MedNet sprak erover met senior biomedisch onderzoeker Padmini Khedoe (PulmoScience lab, LUMC). Door middel van geavanceerd laboratoriumonderzoek wil zij meer te weten komen over de cellen en mediatoren die een rol spelen bij longemfyseem

Bij COPD-patiënten kunnen ontstekingsreacties in de longen leiden tot irreversibele schade aan het longweefsel.1 Eerder onderzoek laat zien dat in de luchtwegen van COPD-patiënten het aantal CD4- en CD8-T-cellen verhoogd is.2 Welke cellen dieper in de longen, waaronder de alveoli, een rol spelen in het ontstekingsproces was tot voor kort nog niet bekend. “Een gemiste kans,” aldus Padmini Khedoe, “juist omdat de alveoli belangrijk zijn voor zuurstofwisseling en juist deze delen zijn aangedaan in longemfyseem.” Daarom besloot zij het alveolaire weefsel van patiënten met longemfyseem en controlepatiënten met elkaar te vergelijken.3  

Geavanceerde laboratoriumtechnieken

Khedoe onderzocht het longweefsel van 15 patiënten met longemfyseem en 5 controlepatiënten. “Het weefsel van de emfyseempatiënten was afkomstig van mensen die, in het kader van een klinische studie, longvolumereductiechirurgie (LVRC) ondergingen. Het controleweefsel was afkomstig van patiënten met longkanker die een longresectie ondergingen. Van hen werd een stuk longweefsel gebruikt waarin zich geen tumorcellen bevonden”.  

In het longweefsel bestudeerde Khedoe welke immuuncellen er aanwezig zijn, welke cytokines deze cellen produceren en hoe de verschillende celtypes zich ruimtelijk tot elkaar verhouden. Zij maakte daarvoor gebruik van geavanceerde laboratoriumtechnieken zoals Cytometry by Time Of Flight (CyTOF), een vorm van single-cell massa cytometrie en Imaging Mass Cytometry (IMC), een vorm van weefselanalyse.  

CyTOF-techniek

“Met de CyTOF-techniek kun je heel gedetailleerd verschillende celtypen van elkaar onderscheiden én meer te weten komen over de activiteit van deze cellen. Hiervoor gebruik je met metaal gelabelde antilichamen, die gericht zijn tegen specifieke eiwitten op of in de cel. In totaal kun je wel 40 verschillende soorten eiwitten tegelijk identificeren, veel meer dan met klassieke flow cytometrie. De antilichamen die wij in onze experimenten gebruikten waren specifiek gericht tegen eiwitten op het celoppervlak van immuuncellen. Hierdoor konden wij precies bepalen welke typen immuuncellen er in het longweefsel aanwezig waren. Daarnaast gebruikten we antilichamen gericht tegen intracellulaire eiwitten. Daarmee konden wij bijvoorbeeld kijken naar transcriptiefactoren in de cel, die informatie geven over de activatie van bepaalde genen.”  

Imaging Mass Cytometry

Met ‘Imaging Mass Cytometry’ keek Khedoe, met behulp van hetzelfde soort metaal-gelabelde antilichamen, naar de ruimtelijke oriëntatie van de cellen. Hierbij gebruikte ze, naast de antilichamen gericht tegen verschillende immuuncellen, ook antilichamen gericht tegen structurele cellen in de long, zoals de alveolaire epitheelcellen, endotheelcellen en fibroblasten. “Met deze techniek konden we in weefselcoupes precies zien waar de cellen zich in het weefsel en ten opzichte van elkaar bevonden.” 

Samenwerking is essentieel

Om de studie te laten slagen was samenwerking tussen verschillende onderzoeksgroepen essentieel. “Het longweefsel van de emfyseempatiënten dat wij in onze studie gebruikten, was afkomstig uit de baseline meting van een klinische trial.4 Deze werd geleid vanuit de afdeling Longziekten van het LUMC.1 

Het tumor-vrije weefsel van de longkankerpatiënten verkregen wij via de afdeling pathologie. De laboratoriumexperimenten voerden promovenda Jia Li en ikzelf uit in samenwerking met de afdeling Immunologie, groep mucosale immunologie.2

Zij zijn experts op het gebied van de (imaging) CyTOF-techniek. Samen met onze bio-informatici analyseerden we de complexe data-analyses die bij deze techniek komen kijken. Bij deze studie komen zoveel aspecten samen. Dat kun je alleen tot een succes maken door de krachten van verschillende experts, zowel op het lab als in de kliniek, te bundelen.” 

Centrale memory T-cellen

De resultaten van het onderzoek laten zien dat bepaalde typen immuuncellen in verhoogde mate voorkomen in het alveolaire weefsel van emfyseempatiënten. “Op basis van de markers op en in de cellen weten we dat het gaat om zogenaamde ‘centrale memory CD4- en CD8-T-cellen’, ofwel CD4- en CD8 Tcm. Dit zijn T-cellen die al eerder met een antigeen in aanraking zijn geweest en die zich normaal gesproken buiten de longen, in de circulatie en in het lymfoïde weefsel bevinden. Bij de emfyseempatiënten zijn zij waarschijnlijk via de circulatie naar het longweefsel gemigreerd. We zagen ook dat deze cellen, na stimulatie, meer interleukine-17A (CD4 Tcm) en interferon-gamma (CD8 Tcm) produceren dan de cellen van de controlepatiënten. Dit duidt op een T-helper 17- en T-helper1-respons.  

Naast een toename van centrale memory T-cellen zagen we ook dat bepaalde typen antigeen presenterende cellen, namelijk CD1c+ dendritische cellen, in verhoogde mate voorkomen bij emfyseempatiënten. De ‘imaging mass cytometry’-analyses laten ten slotte zien dat de CD8 Tcm-cellen en de dendritische cellen vaak op dezelfde plaats in het weefsel voorkomen. Dit kan duiden op een interactie tussen deze 2 celtypes.”   

Nader onderzoek

Naar de exacte betekenis van deze resultaten gaan Khedoe en haar collega’s de komende jaren nader onderzoek doen. “In speciaal geoptimaliseerde weefselkweekmodellen, met cellen afkomstig van patiënten, willen we kijken naar de interactie tussen de CD8 Tcm en de dendritische cellen, en de verschillende soorten en hoeveelheden cytokines die zij produceren. Ook willen we onderzoeken wat het effect hiervan is op endotheelcellen en alveolaire cellen, en daarmee op weefselschade. Dit laatste borduurt voort op eerdere experimenten waarin we, met imaging CyTOF, hebben aangetoond dat de microvasculaire endotheelcellen eerder verdwijnen dan de alveolaire epitheelcellen.5 

Tot slot willen we weten waarom de centrale memory T-cellen, die zich normaal gesproken vooral in de circulatie en in lymfoïde organen bevinden, bij emfyseempatiënten zo lang in de longen aanwezig blijven. Is dat omdat ze niet weg kunnen omdat er geen structuur meer is om terug te keren naar de bloedbaan, of is er nog een prikkel aanwezig waardoor ze geactiveerd worden? Alles bij elkaar is er nog genoeg te onderzoeken voordat we het hele mechanisme opgehelderd hebben.”  

Identificeren en remmen

Hoe kunnen de resultaten van dit laboratoriumonderzoek op termijn vertaald worden naar de klinische praktijk? Khedoe: “Eigenlijk zou je in een vroeg stadium van COPD al willen weten of een patiënt te maken gaat krijgen met ernstige longschade en een sterke progressieve achteruitgang van de longfunctie, of dat de situatie naar verwachting relatief stabiel zal blijven. Hiervoor zou je bijvoorbeeld patiënten willen identificeren bij wie er in de longen veel CD8 T-cellen actief zijn en vervolgens specifieke subsets van deze cellen, en de cytokines die zij produceren, willen remmen. Maar voordat we zover zijn, is er nog een lange weg te gaan. Toch hoop ik met dit onderzoek uiteindelijk bij te dragen aan een betere behandeling, en misschien zelfs het herstel van het longweefsel, voor patiënten met longemfyseem.” 

Referenties:

  1. Agustí A, Hogg JC. Update on the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med. 2019;381:1248-56. 
  2. Hogg JC, Chu F, Utokaparch S, et al. The nature of small-airway obstruction in chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med. 2004;350:2645-53.  
  3. Jia L, Li N, Abdelaal TRM, et al. High-dimensional mass cytometry reveals emphysema-associated changes in the pulmonary immune system. Am J Respir Crit Care Med. 2024;210:1002-16. 
  4. Jia L, Li N, Van Unen V, et al. Pulmonary and systemic immune profiles following lung volume reduction surgery and allogeneic mesenchymal stromal cell treatment in emphysema. Cells. 2024;13:1636. 
  5. Ravi A, Jia L, Wu X, et al. Loss of pulmonary endothelial cells in emphysema impairs support of human alveolar epithelial cell growth. Am J Respir Cell Mol Biol. 2024;70:149-52. 

Aangepaste criteria voor curatieve kankerbehandeling

dec 2025 | Longoncologie

Lees meer over Aangepaste criteria voor curatieve kankerbehandeling

Longkankerscreening vooral effectief bij ex-rokers

dec 2025 | Longoncologie

Lees meer over Longkankerscreening vooral effectief bij ex-rokers

Inkomen beïnvloedt stadium en behandeling van longkanker bij diagnose

dec 2025 | Longoncologie

Lees meer over Inkomen beïnvloedt stadium en behandeling van longkanker bij diagnose

RSV-vaccinatie; nu specifiek geadviseerd voor patiënten met chronische longziekte

nov 2025 | COPD, Ouderen, Pneumonie, Vaccinatie, Virale infecties

Lees meer over RSV-vaccinatie; nu specifiek geadviseerd voor patiënten met chronische longziekte

Betere overleving bij primair uitgezaaide kanker, winst vooral voor kleine groep patiënten

nov 2025 | Borstkanker, Dermato-oncologie, Immuuntherapie, Longoncologie, Uro-oncologie

Lees meer over Betere overleving bij primair uitgezaaide kanker, winst vooral voor kleine groep patiënten

Erasmus MC maakt stents voor patiënten met zeldzame luchtwegvernauwing

nov 2025

Lees meer over Erasmus MC maakt stents voor patiënten met zeldzame luchtwegvernauwing

Alert op Ernstig Astma: Wanneer is het “Too Late”?

17 jun 2025 om 20:00 | Astma

Lees meer over Alert op Ernstig Astma: Wanneer is het “Too Late”?

Stoppen met roken: de rol van medicatie

15 mei 2025 om 20:45

Lees meer over Stoppen met roken: de rol van medicatie

CMV – oh jee wat moet ik ermee?

1 mei 2025 | Niertransplantatie, Virale infecties

Lees meer over CMV – oh jee wat moet ik ermee?

De laatste ontwikkelingen in RSV-preventie bij oudere volwassenen

7 apr 2025 om 19:00 | Ouderen, Vaccinatie, Virale infecties

Lees meer over De laatste ontwikkelingen in RSV-preventie bij oudere volwassenen

Keynote webinar | Spotlight on adolescent vaping

29 jan 2025 om 18:00 | Longoncologie

Lees meer over Keynote webinar | Spotlight on adolescent vaping

Overmatige slaperigheid overdag bij OSA & narcolepsie: de laatste inzichten

22 jan 2025 om 20:00

Lees meer over Overmatige slaperigheid overdag bij OSA & narcolepsie: de laatste inzichten

Targeting COPD with type 2 inflammation: emerging biologic landscape

3 dec 2024 om 19:00 | COPD

Lees meer over Targeting COPD with type 2 inflammation: emerging biologic landscape

Remodelling en Remissie: nieuwe inzichten in astma

18 nov 2024 om 20:00 | Astma

Lees meer over Remodelling en Remissie: nieuwe inzichten in astma

Pulmo Pubquiz 2024

24 sep 2024 om 20:00 | COPD, Virale infecties

Lees meer over Pulmo Pubquiz 2024

ERS 2023 videoverslagen

COPD

Lees meer over ERS 2023 videoverslagen
Er zijn geen bijeenkomsten gevonden.

Betere inhalatietechniek dankzij CapMedic

aug 2020 | Astma

Lees meer over Betere inhalatietechniek dankzij CapMedic

Anti-TSLP blijkt veelbelovende therapeutische klasse voor astma

aug 2020 | Astma

Lees meer over Anti-TSLP blijkt veelbelovende therapeutische klasse voor astma

Durvalumab-chemotherapie veelbelovende eerstelijnsbehandeling bij mesothelioom

aug 2020 | Longoncologie, Mesothelioom

Lees meer over Durvalumab-chemotherapie veelbelovende eerstelijnsbehandeling bij mesothelioom

Formulering met moedermelk vermindert luchtweginfecties bij zuigelingen

jun 2020 | Astma

Lees meer over Formulering met moedermelk vermindert luchtweginfecties bij zuigelingen

Pinda-immuuntherapie goed getolereerd in real-life setting

jun 2020 | Astma

Lees meer over Pinda-immuuntherapie goed getolereerd in real-life setting

Metabole profilering van bètalactamallergie

jun 2020

Lees meer over Metabole profilering van bètalactamallergie

BAT is zeer nauwkeurig in vaststellen van pinda- en notenallergie

jun 2020 | Astma

Lees meer over BAT is zeer nauwkeurig in vaststellen van pinda- en notenallergie

Vaak vitamine D-tekort bij kinderen met astma

jun 2020 | Astma

Lees meer over Vaak vitamine D-tekort bij kinderen met astma

Gepoolde gegevens tonen veiligheid van huisstofmijt-SLIT

jun 2020 | Astma

Lees meer over Gepoolde gegevens tonen veiligheid van huisstofmijt-SLIT

Podcast CMV-infectie: Microbiologie

nov 2024 | Niertransplantatie, Transplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Microbiologie

Podcast CMV-infectie: Klinische farmacologie

nov 2024 | Niertransplantatie, Transplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Klinische farmacologie

Podcast CMV-infectie: Solide orgaantransplantatie

nov 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Solide orgaantransplantatie

Podcast CMV-infectie: Hematologie

nov 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Hematologie

Podcast: EGFR ex20ins gemuteerd NSCLC in de dagelijkse klinische praktijk - Sushil Badrising

nov 2024 | Longoncologie

Lees meer over Podcast: EGFR ex20ins gemuteerd NSCLC in de dagelijkse klinische praktijk - Sushil Badrising

Podcast: EGFR ex20ins gemuteerd NSCLC in de dagelijkse klinische praktijk - Jan von der Thüsen

nov 2024 | Longoncologie

Lees meer over Podcast: EGFR ex20ins gemuteerd NSCLC in de dagelijkse klinische praktijk - Jan von der Thüsen

Multidisciplinaire podcastserie: CMV-infectie;
Diagnostiek en management na transplantatie

jun 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Multidisciplinaire podcastserie: CMV-infectie;
Diagnostiek en management na transplantatie

Podcast: EGFR ex20ins gemuteerd NSCLC in de dagelijkse klinische praktijk

feb 2024 | Longoncologie

Lees meer over Podcast: EGFR ex20ins gemuteerd NSCLC in de dagelijkse klinische praktijk

Zorgtransitie: Thuistoedieningspilot met anti-IL5 behandelingen voor ernstig astma

nov 2021 | Astma

Lees meer over Zorgtransitie: Thuistoedieningspilot met anti-IL5 behandelingen voor ernstig astma

MedNet Longziekten 2025-03

okt 2025

Lees meer over MedNet Longziekten 2025-03

MedNet Longziekten 2025-02

jul 2025

Lees meer over MedNet Longziekten 2025-02

MedNet Longziekten 2025-01

mrt 2025

Lees meer over MedNet Longziekten 2025-01

MedNet Longziekten 2024-04

dec 2024

Lees meer over MedNet Longziekten 2024-04

MedNet Longziekten 2024-03

okt 2024

Lees meer over MedNet Longziekten 2024-03

MedNet Longziekten 2024-02

jul 2024

Lees meer over MedNet Longziekten 2024-02

MedNet Oncologie special Longkanker 2024

jun 2024

Lees meer over MedNet Oncologie special Longkanker 2024

MedNet Longziekten 2024-01

mrt 2024

Lees meer over MedNet Longziekten 2024-01

MedNet Longziekten 2023-04

dec 2023

Lees meer over MedNet Longziekten 2023-04

RSV-vaccinatie; nu specifiek geadviseerd voor patiënten met chronische longziekte

nov 2025 | COPD, Ouderen, Pneumonie, Vaccinatie, Virale infecties

Lees meer over RSV-vaccinatie; nu specifiek geadviseerd voor patiënten met chronische longziekte

Whitepaper: van inhalatiecoördinatie naar dagelijkse controle

mei 2025 | Astma

Lees meer over Whitepaper: van inhalatiecoördinatie naar dagelijkse controle

Whitepaper: De kracht van een voorzetkamer met masker: Waarom inhalatie zonder voorzetkamer met masker medicatieverspilling kan betekenen

mrt 2025 | Astma, COPD, Ouderen

Lees meer over Whitepaper: De kracht van een voorzetkamer met masker: Waarom inhalatie zonder voorzetkamer met masker medicatieverspilling kan betekenen

Whitepaper: Inhalatiemedicatie: Bereikt uw patiënt echt de longen?

feb 2025 | Astma, COPD, Ouderen

Lees meer over Whitepaper: Inhalatiemedicatie: Bereikt uw patiënt echt de longen?

Whitepaper: 24 Veelgestelde vragen en antwoorden over long COVID

feb 2022

Lees meer over Whitepaper: 24 Veelgestelde vragen en antwoorden over long COVID