Immunometabolisme

Immunometabolisme is een onderzoeksveld dat nieuwe inzichten biedt in de dynamische communicatie (cross-talk) tussen het immuunsysteem (immuniteit) en de metabolische processen van een organisme (metabolisme). Immunometabolisme probeert te begrijpen hoe het metabolisme de functie van immuuncellen aanstuurt. Het kan worden bestudeerd op een macroscopisch niveau (bijv. in vetweefsel (zie figuur 1) of in een tumormicro-omgeving) en op een microscopisch niveau, namelijk de cellulaire bio-energetica van immuuncellen (zie figuur 2).

 

 

De activatie, groei en proliferatie, functie en homeostase van immuuncellen zijn nauw verbonden met dynamische veranderingen in de configuraties van het celmetabolisme. Het gebruik van specifieke metabolische routes wordt gereguleerd door groeifactoren en de beschikbaarheid van voedingsstoffen (bepaald door concurrentie tussen andere interagerende cellen) en door de balans van interne metabolieten, reactieve zuurstofcomponenten (ROS) en reducerende/oxiderende substraten. Belangrijke metabolische routes (zie figuur 2) die de immuuncelrespons vormgeven, omvatten glycolyse, de tricarbonzuurcyclus (TCA-cyclus), de pentosefosfaatroute (PPP), vetzuuroxidatie (FAO), vetzuursynthese (FAS) en aminozuurmetabolisme (AA) (bijv. glutamine, arginine, tryptofaan). De verschillende subgroepen van immuuncellen gebruiken verschillende metabolische routes om celoverleving, afstammingsgeneratie en functie te bevorderen. Inflammatoire M1-macrofagen of snel prolifererende effector-T-cellen, waaronder T-helper 1- (TH1), TH17- en cytotoxische CD8+-T-cellen, gebruiken bijvoorbeeld metabolische routes die celproliferatie en de productie van cytokines ondersteunen, zoals glycolyse of vetzuursynthese. M2-macrofagen of immunosuppressieve regulatoire T-cellen (Treg-cellen) gebruiken metabolische routes die ontstekingssignalen remmen en geassocieerd zijn met suppressieve functies, zoals de TCA-cyclus en vetzuuroxidatie. Het koppelen van metabolisme en ontstekingen/immuniteit is een benadering om laaggradige chronische ontstekingen en de bijbehorende aandoeningen, zoals obesitas (T2D), kanker, auto-immuunziekten en autoinflammatoire ziekten, te begrijpen en mogelijk aan te pakken.