Cel bewapent lipiden tegen indringers

In een poging ongewenste pathogenen het hoofd te bieden, bewapenen cellen de lipiden in het cytoplasma met antimicrobiële eiwitten.

De minuscule vetdruppeltjes in eukaryotische cellen dienen niet alleen als belangrijke energiebron, maar blijken ook te helpen bij de verdediging tegen ongewenste indringers: na een infectie ontkoppelen ze zich van de mitochondriën, waarna de cel ze bewapent met antimicrobiële eiwitten. Zodoende vindt er in de cel een metabole transitie plaats van onderhoud richting afweer, waarbij de lipidedruppels een onmisbare rol spelen. Dat schrijft een internationaal team biologen 16 oktober in Science.

Plunderaars
Aangezien lipidedruppels rijk zijn aan energie in de vorm van vetzuren en als brandstof dienen voor metabole celprocessen, zijn ze een geliefd doelwit voor plunderaars. Verschillende veel voorkomende pathogenen – waaronder malariaparasiet P. falciparum, de bacteriefamilie die onder meer chlamydia en tuberculose veroorzaakt, en het dengue- en hepatitis C-virus – kapen maar al te graag vetdruppels voor hun eigen groei en overleving. Het is dus geen rare gedachte dat gedurende de evolutionaire wapenwedloop tussen cel en pathogeen, de lipidedruppels een eigen vorm van afweer hebben gekregen. En daar waren ook al de nodige aanwijzingen voor. Na een microbiële infectie ontstaan in fruitvliegcellen bijvoorbeeld lipiden met een antimicrobiële werking, en bij zoogdiercellen lijkt de vorming van lipiden een boost te krijgen na een infectie.

Ontkoppelen
Om de rol van lipidedruppels bij intracellulaire afweer verder onder de loep te nemen, stellen de onderzoekers nu levercellen van muizen bloot aan een bacteriële toxine, een lipopolysacheride. Vervolgens monitoren ze het effect op de vetdruppeltjes en brengen ze onder meer de proteoomveranderingen in kaart.

In de aangevallen cellen blijken de lipiden toe te nemen in aantal en omvang. Ook ontkoppelen de vetdruppeltjes zich van de mitochondriën en verandert hun proteoom in samenstelling ten gunste van eiwitten met een antimicrobiële werking, waaronder cathelicidine (CAMP). Tot slot blokkeren de biologen de expressie van CAMP in menselijke macrofagen, en tonen aan dat dit de antimicrobiële reactie op een E. coli-aanval platlegt.

Groot detail
‘Het is mooi onderzoek dat goed in elkaar zit’, zegt Rienke Stienstra, die als onderzoeker bij het Radboudumc en de universiteit in Wageningen onder meer lipidevorming in macrofagen bestudeert. ‘Hoewel we al zeker vijftien jaar weten dat een infectie lipidevorming teweeg kan brengen, legt dit onderzoek voor het eerst de functionele rol van lipidedruppels in de intracellulaire afweer bloot. En met groot detail: dat is echt vernieuwend. Nu zou ik wel willen weten wat de oorsprong is van deze lipidevorming en welk biochemisch mechanisme hieraan ten grondslag ligt.
Maken cellen zelf extra lipidedruppels door glucose dat vervolgens via lipogenese zorgt voor nieuwe vetten, of gaan cellen bij een infectie bijvoorbeeld meer vetten opnemen uit hun omgeving?’