Macrofagen remmen actief ontstekingspijn. Dat doen deze cellen op een andere plek dan die van de ontsteking, waar ze mitochondriën doneren aan zenuwcellen die pijnprikkels detecteren. Het uitzetten van pijn en het doneren van mitochondria vereist de aanwezigheid van specifieke moleculen: de CD200 receptor (CD200R) op macrofagen en zijn ligand iSec1 op pijnzenuwcellen. Deze resultaten van het UMC Utrecht onthullen een nieuw mechanisme hoe ontstekingspijn kan worden uitgezet.

Eén op de vijf Nederlanders lijdt aan chronische pijn. Een groot deel van de mensen met chronische pijn heeft een ontstekingsaandoening, zoals reumatoïde artritis, artrose of een inflammatoire darmziekte (zoals de ziekte van Crohn). Men dacht altijd dat ontstekingspijn vanzelf stopt als de ontsteking verdwijnt. Echter, bij een aanzienlijk deel van de patiënten met ontstekingsziekten stopt de pijn niet nadat de ontsteking is verdwenen. Om mogelijke nieuwe pijnbehandelingen te identificeren, is een beter begrip nodig van de mechanismen die normaal ontstekingspijn doen stoppen.

De onderzoeksgroep van neuro-immunoloog dr. Niels Eijkelkamp van het Center for Translational Immunology (CTI) van het UMC Utrecht onderzoekt de mechanismen van chronische ontstekingspijn. In een nieuwe studie bundelden zij hun krachten met de onderzoeksgroep van prof Linde Meyaard. Zij rapporteren in dit onderzoek dat macrofagen (een specifiek type afweercel) mitochondriën kunnen doneren aan zenuwcellen die de pijnsignalen vanuit het ontstoken weefsel doorgeven. Het doneren van mitochondriën (de ‘energiefabriekjes’ van de cel) helpt bij het stoppen van de pijn.

Macrofagen hebben een breed scala aan taken

Lang dachten wetenschappers dat macrofagen eenvoudige afweercellen zijn die ziekteverwekkers aanvallen en opeten. Wetenschappers weten sinds enige tijd dat macrofagen een veel uitgebreidere takenlijst hebben. Macrofagen hebben gespecialiseerde functies in alle lichaamsweefsels, helpen beschadigd weefsel te herstellen, én spelen een sleutelrol bij het reguleren van ontstekingen en pijn, een functie die wetenschappers nu pas beter beginnen te ontdekken.

Oplossen van pijn

Dr. Ramin Raoof en dr. Hanneke Willemen uit de onderzoeksgroep van Niels Eijkelkamp toonden in deze studie aan dat macrofagen nodig zijn om ontstekingspijn in muizen uit te zetten. Tijdens het verdwijnen van pijn neemt het aantal macrofagen toe in de zenuwknopen met de cellichamen van pijn zenuwcellen die pijnprikkels detecteren in het ontstoken weefsel. Op hetzelfde moment dat het aantal macrofagen toenam, verbeterde de functie van de mitochondriën en stopte de ontstekingspijn. In samenwerking met prof. Linde Meyaard en dr. Michiel van der Vlist ontdekte het team dat macrofagen kleine blaasjes afgeven die mitochondriën bevatten. Deze blaasjes vervoeren mitochondriën van de macrofagen naar pijnzenuwcellen om daarmee de pijn uit te zetten. Zij ontdekten verder welke moleculen nodig zijn om blaasjes met mitochondriën over te dragen. De pijn overdragende zenuwcellen hebben iSec1 nodig, terwijl de blaasje CD200R nodig hebben. De onderzoekers denken dat CD200R op de blaasjes fungeert als sleutel en iSec1 op pijnzenuwcellen als slot. Vergelijkbaar met wat soms gebeurt bij ontstekingsziekten in de mens, kunnen muizen zonder CD200R, iSec1 of macrofagen pijn na een tijdelijke ontsteking niet meer uitzetten. Deze bevindingen onthullen een nieuw mechanisme voor het actief uitzetten van ontstekingspijn.

Niels Eijkelkamp over ideeën voor vervolgonderzoek: "Onze volgende stap zal zijn om aan te tonen dat het aanvullen van functionele mitochondriën in zenuwcellen tijdens een chronische ontsteking daadwerkelijk de mitochondriale functie verbetert en dat dit de reden is voor het doen stoppen van de pijn. Bovendien zullen we onderzoeken of we mitochondriën en/of macrofagen kunnen gebruiken om pijnresolutie te bevorderen."

v.l.n.r. Michiel van der Vlist, Ramin Raoof, Hanneke Willemen, Linde Meyaard, Niels Eijkelkamp

Publicatie

Vlist M van der*, Raoof R*, Willemen HLDM*, Prado J, Versteeg S, Gil CM, Vos M, Lokhorst RE, Pasterkamp RJ, Kojima T, Karasuyama H, Khoury-Hanold W, Meyaard L, Eijkelkamp N. Macrophages transfer mitochondria to sensory neurons to resolve inflammatory pain. Neuron 2021, in press.

* Gedeeld eerste auteurschap