Screenshot YouTube
Zelfs nadat het een virale infectie heeft overwonnen, blijft ons immuunsysteem actief en beschermt het ons tegen eventuele aanhoudende virussen of terugkerende ziekten. Maar wat gebeurt er als we een bacteriële infectie oplopen - zeg maar voedselvergiftiging door salmonella door meeneemkippensoep - terwijl we herstellen van griep of COVID-19?
Een nieuwe studie van het Weizmann Institute of Science die vandaag in Immunity is gepubliceerd, toont aan dat het immuunsysteem in dergelijke gevallen een slimme manier heeft om prioriteiten te stellen, een manier die kan worden benut voor de ontwikkeling van toekomstige therapieën tegen auto-immuunziekten.
Deze prioriteitstelling omvat de twee takken van immuniteit: aangeboren en adaptief. Aangeboren immuniteit, de eerste verdedigingslinie van het lichaam, komt in actie zodra het immuunsysteem een invasie van virussen, bacteriën of andere pathogenen waarneemt, waarbij het zijn cellen en bio chemicaliën in een breed offensief inzet om de indringers te neutraliseren. Aan de andere kant kan adaptieve immuniteit enkele dagen duren om zijn wapens uit te rollen: toegewijde cellen, evenals antilichamen die zijn aangepast om zich met voortreffelijke precisie aan verschillende indringers te binden. De antistoffen blijven maanden of zelfs jaren aanwezig en bieden langdurige veiligheid.
Dit betekent dat aangeboren en adaptieve immuniteit over het algemeen naar voren komen in verschillende stadia van een infectie. Maar wanneer de ene infectie wordt gevolgd door de andere - bijvoorbeeld wanneer een persoon die een griepvirus overwint een bacteriële infectie zoals salmonella krijgt - worden de twee armen gedwongen om tegelijkertijd in een hogere versnelling te gaan: de aangeboren immuniteit begint de bacteriën te bestrijden terwijl adaptieve immuniteit nog volop bezig is met het maken van antistoffen tegen het griepvirus.
Een team onder leiding van prof. Ziv Shulman van de afdeling Immunologie van Weizmann ging op zoek naar de interactie tussen de twee immuniteitsarmen tijdens zo'n overlap. In een onderzoek met muizen, onder leiding van promovendus Adi Biram, ontdekten ze dat de interactie op een botsing uitloopt: besmetting met salmonella verstoort de aanmaak van antistoffen tegen griep. Met andere woorden, wanneer het immuunsysteem wordt geconfronteerd met een dodelijke dreiging, sluit het mechanismen af die nodig zijn voor langdurige bescherming, en pakt het in plaats daarvan het meer urgente gevaar aan.
De onderzoekers onthulden dat salmonella dit effect niet direct veroorzaakt. Integendeel, wanneer het lymfeklieren infecteert, laat het een alarm afgaan dat reikt tot aan het beenmerg, waardoor aangeboren immuniteitscellen, monocyten genaamd, snel het merg verlaten om de bacteriën te bestrijden. Deze monocyten stromen massaal de lymfeklieren binnen en starten van daaruit een aanval op de salmonella. Maar als gevolg van hun antimicrobiële activiteit veranderen deze cellen de omgeving in de lymfeklieren, waardoor verschillende chemicaliën vrijkomen en een lokaal zuurstoftekort ontstaat.
De meeste immuun cellen passen zich aan dit tekort aan door hun metabolisme te veranderen en over te schakelen op het verbranden van glucose voor energie in plaats van zuurstof. Maar voor een subset van B-cellen die zich in de lymfeklieren bevinden in microscopisch kleine structuren die kiemcentra worden genoemd, blijkt een zuurstoftekort fataal: deze B-cellen kunnen hun metabolisme niet aanpassen en stikken en sterven af. Dit is precies de subset van cellen die een sleutelrol speelt bij adaptieve immuniteit, het genereren van antilichamen die de best mogelijke pasvorm hebben tegen de binnendringende ziekteverwekker. De dood van deze cellen maakt een einde aan de productie van antilichamen die nodig zijn voor langdurige bescherming tegen de virale infectie.
"Het is een of/of-situatie - als je levensbedreigende bacteriën bestrijdt, heb je geen last van langdurige immuniteit", legt Shulman uit. "Het vernietigen van de salmonella krijgt prioriteit omdat het een kwestie van overleven is."
De bevindingen van het onderzoek kunnen toepassingen hebben op verschillende gebieden van de immunologie. Momenteel worden bepaalde bacteriële eiwitten soms aan vaccins toegevoegd om hun effectiviteit te vergroten, maar de studie suggereert dat dergelijke toevoegingen een averechts effect kunnen hebben en de productie van antilichamen kunnen schaden. Bovendien kunnen de nieuwe bevindingen, indien bevestigd bij mensen, leiden tot een nieuw type therapie voor auto-immuunziekten die worden veroorzaakt door de verkeerde productie van antilichamen, bijvoorbeeld reumatoïde artritis en lupus. Een dergelijke therapie zou beenmergmonocyten gebruiken om de productie van ziekteverwekkende antilichamen te stoppen.
Aan het onderzoek namen ook deel: Jingjing Liu, Dr. Hadas Hezroni, Dr. Natalia Davidzohn, Dr. Dominik Schmiedel, Dr. Eman Khatib-Massalha, Montaser Haddad, Dr. Amalie Grenov, Prof. Tsvee Lapidot en Prof. Steffen Jung van de afdeling Immunologie; Sacha Lebon, Dotan Hoffman en Dr. Roi Avraham van de afdeling biologische regulering; Dr. Tomer Meir Salame van de afdeling Life Sciences Core Facilities; Dr. Nili Dezorella van de afdeling Chemische Onderzoeksondersteuning; Paula Abou Karam van de afdeling Biomoleculaire Wetenschappen; en Prof. Mats Bemark van de Universiteit van Göteborg, Zweden.
Het onderzoek van prof. Ziv Shulman wordt ondersteund door het Moross Integrated Cancer Center; de Stichting Rising Tide; de Azrieli Stichting; de Ben B. en Joyce E. Eisenberg Stichting; de Wolfson Family Charitable Trust & Wolfson Foundation; Elie Hirschfeld en dr. Sarah Schlesinger; en Miel de Botton.
