T-celler er specialiserede celler, der udgør en vigtig del af kroppens immunforsvar. I dette og kommende indlæg vil jeg forsøge at smitte dig med lidt T-celle entusiasme.
Her ses tre forskellige billeder af T-celler sammen med blodets andre dele. Til venstre: SEM billede af røde og hvide blodceller; Pilen peger til en T-celle. I midten: Blod-udstrygning hvor der ses røde blodceller og en T-celle; cellerne er ca. lige store (ca. 8 um). Til højre: Elektron mikroskopi billed af en T-celle. Bemærk de få mitokrondrier (pilen til venstre) og centriolen (pilen til højre). Dette billede er re-mixet af billeder fra National Cancer Institute og Matthew Velkey.
T-cellens grund egenskaber. A) T-celler bliver transporteret via blodet og kan invaderer organer med infektioner. B) Efter de har fundet celler der er inficerede med virus fx, slår de cellen ihjel. Dette billede er re-mixet af billeder fra Uwe Thormann (top) og American Society for Microbiology (bund).
Tre egenskaber definerer T-celler; evnen til specifikt og effektivt at slå andre celler ihjel, evnen til at bevæge sig og infiltrere næsten alt væv i kroppen og evnen til ’huske’ tidligere infektioner og hurtigt reagere på dem igen.
Der er ingen tvivl om, at T-celler, sammen med de andre celler vi kalder det adaptive immunforsvar, spiller en betydningsfuld rolle for vores helbred. T-celler bekæmper især virus-inficerede celler og tumor-celler. En person med svage eller defekte dele af sit adaptive immunforsvar vil ofte blive udsat for infektioner, mens personer, der omvendt har over-aktive T-celler, risikerer at få angrebet og ødelagt organer. Begge situationer fører til sygdom. Det adaptive immunforsvar spiller også en stor rolle ved transplantation af organer og i en række nyere behandlingsmetoder, som jeg vil komme ind på senere.
En vigtig del af vores immunforsvar
T-celler dannes sammen med blodets andre komponenter fra stamceller i knoglemarven. Ud af de 6 liter blod vi i gennemsnit har, består kun 1% af celler, der udgør vores immunforsvar. Alligevel svarer det til ca. 7 milliarder ”hvide blodceller” – hvad man kalder alle celler involveret i immunforsvaret under et – pr. liter blod.
T-celler stammer fra en familie af celler, der kaldes lymfocytter. Ud af de 7 milliarder hvide blodceller består 25-27% af lymfocytter, og heraf er 70% T-celler. Det svarer til ca. 1,3 milliarder T-celler pr. liter blod. Disse tal er overraskende stabile mellem mennesker, hvilket peger på vigtigheden af at have tæt kontrol med dem. Mens mange af immunforsvarets andre celler har en relativ kort levetid, kan T-celler overleve op til flere år, enkelte en hel livstid.
Et skematisk overblik over de komponenter vores blod består af. Billedet repræsenterer en liter blod, frasorteret plasma. Hver kasse er i korrekt størrelsesforhold til hinanden. Illustrationerne af cellerne er ligeledes i korrekt størrelsesforhold til hinanden og er lavet af A. Rad.
T-celler udgør et cirkulerende forsvar
T-cellerne udgør sammen med de andre hvide blodceller et overvågningssystem for kroppen, der kontinuerligt dannes og cirkuleres gennem blodet til næsten samtlige organer i kroppen. Hvis de her bliver aktiveret, kan de i løbet af få døgn lokalisere og angribe celler, der fx er blevet inficeret med virus eller er ved at udvikle sig i en malign retning.
Kroppen har et kæmpe repertoire af T-celler, der alle kan angribe forskellige mål
Selvom vi har inddelt immunforsvarets celler i enkle grupper, så må det ikke skjule, at cellerne langt fra er ens; for alle T-celler gælder det ligefrem, at hver enkelt celle er programmeret til at være specifik for en helt unik sekvens af aminosyre – denne sekvens kaldes et antigen, og den kan være en del af hvilket som helst protein, kroppen ikke er skabt med. Ved nogle mennesker sker det dog, at kroppens T-celler fejlagtigt er specifikke for kroppens egne proteiner, hvilket fører til autoimmune sygdomme, som fx type 1 diabetes eller reaktiv artritis. Hvad en T-celle er specifik for – og dermed kan angribe – genereres med en stor grad af tilfældighed, når cellen dannes, en proces vi kommer tilbage til.
T-celler er hver især specifikke for et bestemt antigen. Bliver de præsenteret for dette, bliver de til effektor T-celler. De deler sig voldsomt og 'går på jagt' efter celler der har samme antigen.
Det er ikke sikkert, at en T-celler nogensinde kan bruges – dvs. at den finder sit antigen – men hvis det sker, aktiveres cellen og begynder at duplikere sig i en process, der kaldes klonal ekspansion. Man siger, at cellen går fra at være en naiv til en effektor celle. Det føre til et stort antal T-celler, der alle er specifikke for og kan angribe det samme mål. Cellerne producerer samtidig et stort antal signal-stoffer, kaldet cytokiner, der påvirker andre celler i immunforsvaret samt normale celler omkring den syge celle; T-cellerne ligger sig tæt op af den syge celle og slår den ihjel. Når celler med antigenet er fjernet, forsvinder de fleste T-celler igen, mens en lille håndfuld ’hukommelses T-celler’ persisterer; hvis kroppen oplever samme infektion igen, kan de hurtigt reaktiveres.
T-celler slår ihjel ved at ligge sig tæt op af andre celler og sprøjte stoffer, der er cytotoksiske direkte ind i dem. I billedet til højre ser man en T-celle og en celle, før og efter indsprøjtningen. Til venstre ser man samme situation. Billedet består af billeder fra Zagury et al, European Journal of Immunology, 1975 og Tsun et al, Journal of Cell Biology, 2011.
Dette er første del af en række mindre indlæg, der alle handler om kroppens T-celler. De første indlæg vil koncentrere sig om dannelsen af T-celler, hvorefter vi vil bevæge os gennem alle de faser, en T-celle kan blive udsat for. Håbet er, at jeg kan formidle den nyeste viden, der findes om disse fantastisk celler samt dele ideer til, hvordan vi kan udnytte dem i vores behandlinger af sygdomme.
Kilder:
Immunologi. Den Store Danske, 2009.
Abbas et al. Cellular and Molecular Immunology, 5th edition, 2005, Saunders.
Ross og Pawlina. Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology, 6th edition 2011, Lippincott Williams & Wilkins.
Sakaguchi et al. Regulatory T Cells and Immune Tolerance, 2008, Cell.
Jeg har brugt følgende billeder der alle er udgivet under Creative Common licens:
Velkey M.
Som en del af MIT’s 150 års fødselsdag, havde alle laboratorier på MIT i går åbent for offentligheden. Tænk robotter, hjernestyrede spil, jetmotorer og tusindvis af legesyge børn og voksne overalt!
Vi besøgte Media Lab, som min indre nørd længe gerne har ville opleve. Selv her på MIT har stedet status af at være skørt, skævt og temmelig fantastisk. Media Lab er lavet ud fra en filosofi om at det er en god ide, at smide penge i hovedet på folk der både er kreative og intelligente og se hvad der kommer ud i den anden ende. Og ud kommer der. Deres selvudnævnte mission er, at gøre verden til et bedre sted og når man kigger på nogle af deres projekter, er det ikke små ting de sigter efter – tag fx deres One Laptop Per Child, hvor de har sendt over en million opladelig computer til børn i udviklingslande rundt omkring i verden. Computerne kan oplades uden strøm og indeholder tusinder af bøger, børnene kan dele med hinanden. Media Lab har også stået bag teknologierne brugt i LEGO Mindstorm, Kindles og Guitar Hero, bare for at nævne et par stykker.
Børn i Rwanda bruger XO-1 computeren til undervisningen. Af Cellanr på Flickr.
Bygningen hvor de holder til, fostre heller ikke små tanker: den er helt ny og er fantastisk indrettet – bestemt et besøg værdigt hvis du skulle komme til Cambridge. Deres laboratorier er store åbne rum, der ser fuldstændig og komplet kaotiske ud, hvilket vist præcist er ideen – ”No boundaries, no walls, a flow of interdisciplinary ideas, and plenty of space to build and invent” udtalte den tidligere leder, da bygningen blev indviet.
New Media Medicine gruppen set fra oven - jeg ved ikke helt hvad telefonboksen gør godt for.
Væk med læge-patient grænser
Den samme filosofi dominerer i deres New Media Medicine gruppe – de tror simpelthen ikke på, at der skal findes det man i fagtermer kalder ’læge-patient’ forholdet; den asymmetri der normalt eksistere mellem i forholdet mellem læge og patient står i modsætning til selv at få patienten inddraget og til en verden hvor alle patienter kan læse alt – og mere til – om deres sygdom på nettet.
Gruppen har derfor udviklet en række redskaber, der sætter folk i stand til at diagnosticere sig selv – fx gennem billige stetoskoper, iPhone apps der kan undersøge ens øjne, samt tøj, der laver kontinuerlige målinger af forskellige kropsfunktioner. Al denne information kan patienten – brugeren? – så bruge til, at diskutere sin sygdom med en læge, der nærmere agerer konsulent end behandler. Brugeren kan så selv beslutte sig for hvordan behandlingen skal se ud.
Informationen om den enkeltes sygdom kan også gemmes og deles, således at der indsamles enorme mængder data om alt hvad en person med en bestemt sygdom gør og oplever. Denne data deles med andre patienter eller patientforeninger, og folk kan så se hvilken type mad og motion kombination, der virker for andre. Det hele går ud på at nedbryde den grænse der findes mellem læge og patienter og myndiggøre den syge.
Ophidselse-måler - jeg er meget 'excited' som man kan se. Grafen bagved viser mit niveau.
Da jeg var på besøg, prøvede jeg et lille armbånd der kunne måle mit ’ophidselse-niveau’. Armbåndet blev brugt til at undersøge hvordan børn reagerede i hverdags situationer og i skolen. Den meget flinke forsker der fremviste båndet fortalte om, hvordan han prøvede at skabe en lettere hverdag med mindre ophidselse for børn med svær autisme. Vi havde meget sjov med det – jeg prøvede at hæve og sænke mit ophidselse-niveau med varierende held. Man får pludselig synliggjort en meget usynlig ting og jeg kunne ikke lade vær med at tænke på, at det kunne være sjovt at samle sådan data ind på mig selv gennem længere tid. Hvad ville der komme ud af det?
Lille spejl på væggen der…
De fremviste også et spejl der kunne fortælle ens hjerte rytme blot ved brug af et webcam. Kameraet sporer ens ansigt og måler den lys-mængde der bliver reflekteret – dette kan åbenbart korreleres med ens hjerterytme, hvem skulle have troet det? De er ved at udvikle en iPhone app selvfølgelig. Forestil dig at stå op om morgenen, gå i bad og mens man børster tænder kunne man blive opdateret på ens nyeste sundheds-data.
Helle får målt sit blodtryk
På mange måder er det en ekstrem version af hvad vi lærer på medicinstudiet nu til dags. Det store spørgsmål er selvfølgelig om patienter i virkeligheden ønsker dette. Der er mange der i disse dage nærmest forguder de skøre alternative mad-guruer, der med alt deres pseudovidenskab, prøver at overtale folk til, at leve på en helt bestemt måde. Jeg tror mange tiltrækkes af deres paternalistisk og kontante kommunikation: ’Har dit barn autisme? Så lad vær med at drikke mælk!’. ’Har du kræft? Så spis beta-karoten!’ osv, osv. Det er lette fiks på komplekse sygdomme, der mest af alt tjener til at fede madguruernes pengepung op. Jeg tror dog de er tiltrækkende fordi man er i en sårbar situation når man er syg og derfor søger råd der virker betryggende. Spørgsmålet er hvordan man sikre, at patienter ikke bare skal bære deres sygdom selv, men at man faktisk hjælper dem videre.
Jeg ved ikke om denne fuldstændige åbne filosofi vil virke – men jeg er virkelig fascineret af gruppens åbenbare lyst til at ville gøre en forskel. Det var sjovt og inspirerende at møde en gruppe mennesker, der tænker markant nyt og arbejder hårdt for at se deres arbejde udført.
Kilder
Billede af One Lap Per Child.
Where Ideas Can Flow, artikel i Boston Globe.
En nystartet filmfestival i Wien kaldt Bio:Fiction har samlet over 130 forskellige bud på fremtiden, når det kommer til vores evne til at manipulere og programmere syntetisk celler og organismer.
Mange af dem er blevet gjort tilgængelig på nettet, hvor man indtil den 11. maj kan stemme på, hvilken man synes bedst om. Der er mange sjove film, og i anledning af min egen spirende filmkarrierer, har jeg prokrastineret ekstensivt her til aften og udvalgt dem jeg synes var bedst. Se med her:
Det seriøse først. Sam Gaty og George Costakis har lavet denne virkeilg velproduceret teaser til deres kommende film omkring syntetisk biologi. Filmen her handler om geder der producere silke – det lyder skørt, men når man først har læst lidt om hvor svært og krævende det egentlig er, at producere silke i dag, så forstår man bedre hvorfor nye metoder er eftertragtet.
Synthetic Bio Documentary: Transgenic Spidergoats Brief from Field Test Film Corps.
Den næste er lavet som en fremtids dokumentar, hvor en politi-betjent interviewes om hvordan han bekæmper ulovligt genetisk manipulerede planter. Den er interessant fordi et af de helt store problemer med at gøre biologi programmerbart og let tilgængeligt, selvfølgelig er frygten for, at en tilfældig biohacker skulle løsgive noget der er farligt for andre planter eller biosystemet generelt.
‘Grow Your Own’ – from the Policing Genes Project from Thomas Thwaites.
Endelig var jeg vildt betaget af den her sidste science fiction film – stilen og måden den er lavet på, går rent hjem ved mig. Synes virkelig den er fed!
Du kan stemme på din favorit her.
Update 26/4/11: filmene embed kode virkede ikke, dette skulle være ordnet nu.
Som en del af Forskningens Døgn i Odense, har Syddansk Universitet udskrevet en konkurrence for alle studerende: lav en film der fortæller om din forskning og vinde hæder, ære og penge nok til et års forbrug af kantinemad på Campusvej 55.
Da jeg læste om konkurrencen kom jeg med det samme til at tænke på Sweet Christmas og Hr. Nom Nom. Stærkt inspireret herfra, begav jeg mig derfor ud i stop-motion verdenen. Resultatet kan du se herunder.
I videoen prøver jeg at forklare lidt om hvordan en tumorcelle opstår og om det miljø, den skaber omkring sig. Tumor-mikromiljøet, som man kalder det, er noget der er kommet betydelig fokus på inden for de senere år, uden dog at være slået igennem i den offentlige sfære, så her er mit forsøg for at ændre lidt på det.
Til sidst i videoen prøver jeg at vise kort hvordan vi prøver, at udnytte vores viden om de cellulære processer i blandt cancerceller men det hele går vist meget hurtigt (har lagt en langsommere version op). Håber du kan lide videoen. Det er en god ide at se den i stor.
Jeg tror ikke det er sidste gang jeg leger med stop-motion – når man først får styr på teknikken, så er det faktisk en rigtig let måde, at lave lidt mere komplicerede videoer på – især når man gerne vil vise mekanismer, der ikke umiddelbart er til at visualisere.
Jeg er overbevist om at dette er måden at alt god mad laves på – ved at tage dele fra så mange forskellige arter som muligt og klaske det sammen. Noma here I come!
Kilde:
Tree of Life af Abstruse Goose
