Contactvrij co-kweekmodel voor de studie van innate immuuncelactivering tijdens respiratoire virusinfectie

Respiratoire virussen behoren misschien wel tot de meest voorkomende ziekteverwekkers die ernstige gezondheids- en economische lasten veroorzaken. Van de periodieke wereldwijde uitbraken van opkomende epidemische stammen (bijv. H1N1, H5N1, H3N2, MERS, COVID-19) tot de seizoensgebonden stammen van influenza elk jaar, virussen vormen een constante bedreiging voor de volksgezondheid. Hoewel vaccins het grootste deel van het antwoord vormen op deze wereldwijde uitdagingen op het gebied van de volksgezondheid, is het ontnuchterend om op te merken dat deze tegenmaatregelen slechts responsief zijn ^1,2. Bovendien is een vertraging tussen de opkomst van een nieuwe infectieuze stam en de succesvolle ontwikkeling van het vaccin onvermijdelijk³, wat leidt tot een periode waarin de beschikbare maatregelen om de verspreiding van het virus te beteugelen zeer beperkt zijn.

Deze vertragingen worden verder benadrukt door de kosten die worden toegebracht aan de samenleving – economisch en sociaal. De seizoensgriep alleen al is verantwoordelijk voor ongeveer $ 8 miljard aan indirecte kosten, $ 3,2 miljard aan medische kosten en 36,3 duizend sterfgevallen in de Verenigde Staten van Amerika per jaar⁴. Dit is voordat rekening wordt gehouden met de onderzoekskosten die nodig zijn om de ontwikkeling van vaccins te financieren. Epidemische uitbraken hebben nog ernstiger gevolgen voor de samenleving, verergerd door de toenemende globalisering elk jaar, zoals blijkt uit de wereldwijde verstoringen veroorzaakt door de opkomst en snelle verspreiding van ernstig acuut respiratoir syndroom coronovirus 2 (SARS-CoV-2)^5,6,7.

Recente studies hebben aangetoond dat geïnfecteerde patiënten met een grotere populatie van geactiveerde aangeboren T-cellen de neiging hebben om een beter ziekteresultaat te hebben ^8,9,10. Verder is de aangeboren T-celpopulatie onderverdeeld in meerdere subgroepen: de mucosaal-geassocieerde invariante T (MAIT) cellen, Vδ1 γδ T cellen, Vδ2 γδ T cellen en de natural killer T (NKT) cellen. Deze subgroepen van aangeboren T-cellen vertonen ook heterogeniteit binnen hun populaties, waardoor de complexiteit van de interacties tussen de celpopulaties die betrokken zijn bij de aangeboren immuunrespons^{toeneemt 11}. Vandaar dat het mechanisme dat deze aangeboren T-cellen activeert en de kennis van de specifieke subgroepen van aangeboren T-cellen een andere manier van onderzoek kunnen bieden om de infectieuze effecten van deze virussen op de menselijke gastheer te beperken, vooral tijdens de periode van vaccinontwikkeling.

Epitheelcellen geïnfecteerd door influenza produceren factoren die aangeboren T-cellen snel activeren 12,13,14. Voortbouwend op die bevinding heeft dit contactloze Air-Liquid Interface (ALI) co-kweekmodel tot doel de vroege chemische interacties (gemedieerd door oplosbare factoren die vrijkomen door de geïnfecteerde epitheellaag) tussen de geïnfecteerde nasale epitheellaag en de PBMC’s na te bootsen tijdens vroege infectie. De fysieke scheiding tussen de nasale epitheellaag (gekweekt op membraaninzetstukken) en de PBMC’s (in de kamer eronder) en de epitheliale integriteit voorkomen directe infectie van de PBMC’s door het virus, waardoor een gedetailleerde studie mogelijk is van de effecten van epitheliale oplosbare factoren op de PBMC’s. De geïdentificeerde factoren kunnen daarom verder worden onderzocht op hun therapeutisch potentieel bij het induceren van de juiste aangeboren T-celpopulatie die kan beschermen tegen influenza-infectie. Dit artikel heeft daarom de methoden beschreven voor het vaststellen van een co-cultuur voor de studie van aangeboren T-celactivatie van epitheel-afgeleide oplosbare factoren.