Helen Bjurström
Hur kan nervceller skydda sig mot fientliga T-celler?
Immunförsvaret är kroppens celler som specialiserat sig på att skydda oss mot invaderande
mikroorganismer. I vanliga fall har vi mycket nytta av detta försvar, men ibland går det fel
och kroppens egna celler börjar angripas. Detta kallas för autoimmuna sjukdomar. Multipel
skleros (MS) är en av de vanligaste autoimmuna sjukdomarna. Denna sjukdom kan ge många
olika symtom, som synnedsättning och förlamning. Orsaken är att immunförsvaret angriper
och förstör myelin, ett isolerande fettlager som finns runt nervcellerna för att öka hastigheten
hos de elektriska signaler som färdas genom dem. Man tror att immunförsvarets så kallade
TH1-celler spelar en viktig roll när MS utvecklas. TH1-cellers aktivitet regleras främst av
andra immunceller s.k. antigenpresenterande celler. Dessa kan aktivera T-celler genom att
visa att de funnit antigen (kroppsfrämmande protein eller kolhydrat). Aktiveringen innebär
att T-cellen börjar producera stora mängder signalämnen s.k. cytokiner, dessa ämnen ger
klartecken till andra delar av immunförsvaret att ingripa och bidar till att en inflammation
startas.
Så vad kan nervcellerna göra för att skydda sig mot de fientliga T-cellerna? Nervcellerna är
inga antigenpresenterande celler, men de är trots allt de celler i kroppen som är mest specialiserade på kommunikation. På senaste tiden har forskning visat att nervceller också kan
reglera aktiveringen av TH1-celler, och därmed förhindra att inflammation uppkommer i
nerv-systemet. Vi visar i denna studie att den viktigaste hämmande neurotransmittorn γaminosmörsyra (GABA), som nervcellerna använder för att kommunicera med varandra,
även kan användas för att kommunicera med autoimmuna T-celler från möss med MS.
GABA binder till GABAA-receptorer, speciella protein som är kloridjonkanaler och finns i
cellens membran. När dessa öppnas kan kloridjoner strömma över membranet som annars är
ogenomträngligt för joner på grund av att de är laddade. Vi har med hjälp av den
elektrofysiologiska metoden patch-clamp lyckats mäta de mycket små jonströmmar på några
pico amper som leds genom dessa kanaler när de aktiveras av GABA. Strömmarna mäts med
en elektrod placerad inne i en tunn glaspipett, med en spetsöppning på bara någon
mikrometers storlek, som sätts mot en cells membran. Vi har även undersökt om de olika
subenheterna i GABAA-receptorn tillverkas i T-cellerna. Detta gjorde vi genom att leta efter
specifika mRNA molekyler som är mallen för cellens proteintillverkning.
De kanaler vi studerade visade sig likna extrasynaptiska GABARex-kanaler, en viss typ av
GABAA-kanaler som också finns på nervceller. GABARex kan aktiveras av mycket låga
koncentrationer av GABA och förkommer utanför synapser. Synapserna är annars de
områden där den mest intensiva kemiska kommunikationen mellan nervcellerna sker.
Varför är det viktigt att veta om just den här receptorn finns på T-celler och vad är det för
information som kan förmedlas till dessa med hjälp av GABA? Troligen har öppnandet av
dessa kloridjonkanalerna en hämmande effekt på cytokinproduktionen i T-cellerna. I
framtiden blir det kanske möjligt att behandla autoimmuna sjukdomar som MS med läkemedel som aktiverar den specifika typen av GABARex-kanaler som finns på de autoimmuna
T-cellerna.
Handledare: Bryndis Birnir
Examenrarbete i neurobiologi 20p. Vt 2006
Institutionen för kliniska vetenskaper Malmö, Instutitionen för cell- och organismbiologi, Lunds universitet
Helén Bjurström
Functional Extrasynaptic GABAA Receptors on
Autoimmune EAE-T-cells
Abstract
We have studied GABAA chloride channels in autoimmune T cells from EAE (experimental
autoimmune encephalomyelitis) mouse. Our aim was to se if GABAA receptors was expressed
by the cells and if they were which of the 19 different subunits, found so far, was present. The
difference in receptor properties between T cells in activated and resting phase was also
studied.
With the electrophysiological patch-clamp method we measured the Cl- current through the
channels after activation with GABA. And we used RT-Real-Time PCR to detect levels of
mRNA indicating transcription of specific subunits in the cells.
Both in whole-cell and single-channel configuration patch-clamp recordings we could se
GABA activated currents. The low concentration of GABA (1 µM) needed for activation
indicate that the GABAA receptors share properties with the extrasynaptic GABAA receptors
that has been found to mediate a tonic inhibition of neurons in the CNS. The results show that
the currents are decreased when the GABAA receptor inhibitors bicuculline and SR95531 was
added during measurement. The benzodiazepine diazepam increased the currents indicating
that at least some of the receptors contain a γ subunit which is needed for benzodiazepine
potentiation. The results from the RT-PCR could only indicate the expression of mRNA
coding for the δ subunit. On neurons the δ subunit has only been found outside of the
synapses in extrasynaptic GABAA receptors where it substitutes the γ subunit. Therefore the
results indicate that there are at least two different isoforms of the receptor on T cells.
The GABA activated current causes depolarisation of the T cell membrane and is thought to
suppress the T cell activity. The knowledge of the specific properties of these receptors might
be important since it can make it possible to suppress autoimmune diseases like Multiple
sclerosis and Type 1 Diabetes with GABAA receptor agonists to decrease activation.
Advisor: Bryndis Birnir
Exam project in neurobiology 20 p. Spring 2006
Department of Clinical Sciences Malmö, Department of Cell and Organism Biology
Lund University
