De micro-omgeving van pulmonale neuro-epitheliale lichaampjes: potentiële stamcelniche in het luchtwegepitheel

Datum: 17 december 2018

Locatie: UAntwerpen, Campus Drie Eiken, Gebouw O, Auditorium O2 - Universiteitsplein 1 - 2610 Wilrijk (Antwerpen) (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 16.30 - 18.30 uur

Promovendus: Line Verckist

Promotor: Dirk Adriaensen, Inge Brouns

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Line Verckist - Departement Biomedische Wetenschappen



Abstract

Neuro-epitheliale lichaampjes (neuroepithelial bodies; NEBs) komen voor in het epitheel van intrapulmonale luchtwegen als sterk geïnnerveerde clusters van pulmonale neuro-epitheliale endocriene cellen (PNECs), die omgeven worden door Clara-achtige cellen (Clara-like cells; CLCs); samen de zogenaamde NEB micro-omgeving (NEB-MO). Epitheelcellen van geleidende luchtwegen tonen typisch een bijzonder lage turnover in gezonde postnatale longen.

Een eerste luik van dit doctoraatsproefschrift beschrijft hoe geoptimaliseerde laser microdissectie (LMD) kon gecombineerd worden met PCR-arrays, voor genexpressieanalyse met hoge doorvoercapaciteit, en met qPCR voor kwantitatieve analyse van individuele genen, om zo een sterke vooruitgang te boeken in onze kennis van de moleculaire kenmerken van de NEB-MO.

Vervolgens werd een muismodel gevalideerd waarbij een minimaal invasieve acute longinflammatie van voorbijgaande aard, geïnduceerd door een intratracheale instillatie van lipopolysacharide (LPS), bleek te resulteren in selectieve activering van een ‘slapende’ stampopulatie in het luchtwegepitheel die kon geïdentificeerd worden als CLCs in de NEB-MO. De vaststelling dat CLCs kunnen geactiveerd worden van een latente naar een delende stamcelpopulatie in de afwezigheid van belangrijke schade aan het luchtwegepitheel creëerde nieuwe opportuniteiten om de cellulaire mechanismen en pathways te ontrafelen die instaan voor de inactivering, proliferatie en differentiatie van deze unieke postnatale stamcelniche in het luchtwegepitheel.

Combinatie van geoptimaliseerde LMD-protocols –voor selectieve isolatie van mRNA uit de NEB-MO en controle luchtwegepitheel van zowel gezonde controles als LPS-behandelde muizen– met geavanceerde genexpressieanalyses liet ons niet alleen toe om de NEB-MO in postnatale muizenlongen te karakteriseren als een slapende stamcelniche die kan geactiveerd worden via gepaste stimulatie, maar ook om een aantal pathways te identificeren die betrokken blijken te zijn bij stamcelsignalisatie in de NEB-MO. Zo kon onder meer aangetoond worden dat de ‘bone morphogenetic protein (BMP) pathway’ betrokken zou zijn bij het stilleggen van celproliferatie in de niet-geactiveerde stamcelniche van de NEB-MO en dat inhibitie van BMP-signalisatie volstond om deling van CLCs te induceren.

Als besluit kunnen we stellen dat onze gegevens duidelijk het idee steunen dat CLCs echte stamcellen zijn in de NEB-MO niche, en dat deze onder normale omstandigheden niet zullen prolifereren. PNECs zijn een lokale bron van bioactieve stoffen, inclusief epitheliale groeifactoren, en kunnen ‘communiceren’ met CLCs, maar vertoonden in onze experimenten zelf geen proliferatie na activering van de NEB-MO. Een beter begrip van de moleculaire mechanismen achter deze shift van latente naar prolifererende stamcellen zal essentieel zijn om effectieve therapieën te ontwikkelen voor de behandeling van inflammatoire longschade.



Link: https://www.uantwerpen.be/nl/faculteiten/faculteit-fbd/onderzoek/doctoraatsverdedigen/