Immunfluorescerande bild som visar T-celler (blå) som attackerar tumörceller (vita) genom att bilda en immunsynaps med LFA-1 (öppen huvudstyckets konformation – märkt med rött). En ny studie identifierade extracellulärt magnesium som en kritisk immunmodulator av CD8+ T-celler. Kredit:J. Loetscher et al., Cell (2022)
Nivån av magnesium i blodet är en viktig faktor i immunsystemets förmåga att hantera patogener och cancerceller. Skriver i journalen Cell, forskare från University of Basel och University Hospital Basel har rapporterat att T-celler behöver en tillräcklig mängd magnesium för att fungera effektivt. Deras resultat kan ha viktiga konsekvenser för cancerpatienter.
Magnesiumbrist är förknippat med en mängd olika sjukdomar, såsom infektioner och cancer. Tidigare studier har visat att cancerväxter sprids snabbare i möss kroppar när djuren fick en diet med låg magnesium – och att deras försvar mot influensavirus också försämrades. Det har dock hittills gjorts lite forskning om hur just detta mineral påverkar immunförsvaret.
Nu har forskare under ledning av professor Christoph Hess, från Institutionen för biomedicin vid University of Basel och University Hospital Basel och Department of Medicine vid University of Cambridge, upptäckt att T-celler kan eliminera onormala eller infekterade celler effektivt endast i en magnesium -rik miljö. Specifikt är magnesium viktigt för funktionen av ett T-cells ytprotein som kallas LFA-1.
LFA-1 fungerar som en dockningsplats, som spelar en nyckelroll i aktiveringen av T-celler. "Men i det inaktiva tillståndet är denna dockningsplats i en böjd konformation och kan därför inte effektivt binda till infekterade eller onormala celler," förklarar Christoph Hess. "Det är här magnesium kommer in i bilden. Om magnesium finns närvarande i tillräckliga mängder i närheten av T-cellerna, binder det till LFA-1 och säkerställer att det förblir i en utsträckt – och därför aktiv – position.”
Potentiellt viktiga fynd för cancerpatienter
Det faktum att magnesium är avgörande för T-cellers funktion kan vara ett mycket betydelsefullt fynd för moderna cancerimmunterapier. Dessa terapier syftar till att mobilisera immunsystemet – särskilt cytotoxiska T-celler – för att bekämpa cancerceller. I experimentella modeller kunde forskarna visa att T-cellers immunsvar mot cancerceller stärktes av en ökning av den lokala magnesiumkoncentrationen i tumörer.
"För att verifiera denna observation kliniskt letar vi nu efter sätt att öka koncentrationen av magnesium i tumörer på ett riktat sätt", säger Christoph Hess. Den lovande karaktären hos dessa strategier visas av ytterligare analyser utförda av forskargruppen som arbetar med Christoph Hess och hans postdoc, Dr Jonas Lötscher, huvudförfattare till studien. Med hjälp av data från tidigare genomförda studier av cancerpatienter kunde forskarna visa att immunterapier var mindre effektiva hos patienter med otillräckliga nivåer av magnesium i blodet.
Huruvida ett regelbundet intag av magnesium påverkar risken för att utveckla cancer är en fråga som inte kan besvaras utifrån befintliga data, säger Lötscher. "Som ett nästa steg planerar vi prospektiva studier för att testa den kliniska effekten av magnesium som en katalysator för immunsystemet."
Referens:"Magnesium sensing via LFA-1 regulates CD8+ T cell effector function" av Jonas Lötscher, Adrià-Arnau Martí i Líndez, Nicole Kirchhammer, Elisabetta Cribioli, Greta Giordano, Marcel P. Trefny, Markus Lenz, Sacha I. Rothschild, Paolo Strati, Marco Künzli, Claudia Lotter, Susanne H. Schenk, Philippe Dehio, Jordan Löliger, Ludivine Litzler, David Schreiner, Victoria Koch, Nicolas Page, Dahye Lee, Jasmin Grählert, Dmitry Kuzmin, Anne-Valérie Burgener, Doron Merkler, Miklos Pless , Maria L. Balmer, Walter Reith och Jörg Huwyler, 19 januari 2022, Cell .
DOI:10.1016/j.cell.2021.12.039
