Immuunsysteem

What is het?

Een groot gedeelte van het onderzoek dat op het BPRC wordt verricht heeft te maken met afweerreacties. Wat is een afweerreactie?

Elke dag voeren we net als alle andere dieren een constante strijd om te overleven. Meestal zijn we ons daar echter niet van bewust. Onze gezondheid wordt constant bedreigd door miljoenen 'lichaamsvreemde' organismen in de vorm van virussen, bacterieën of parasieten. Bovendien kunnen cellen in ons lichaam veranderen in kankercellen. Ons afweersysteem zorgt ervoor dat deze gevaren onder controle worden gehouden.

We worden ons bewust van ons afweersysteem wanneer we in contact komen met ziekteverwekkers (gevaarlijke lichaamsvreemde organismen). Als alles goed werkt, vindt ons afweersysteem een manier om zich tegen deze indringers te verweren. We kunnen wel even ziek worden (een verkoudheid bijvoorbeeld), maar na een tijdje zijn we weer opgeknapt. Sommige ziekteverwekkers zijn echter veel gevaarlijker (bijvoorbeeld het AIDS-virus, tuberculose of malaria). Deze ziekteverwekkers zijn meestal in staat ons afweersysteem te omzeilen.

Om geneesmiddelen tegen deze ziekteverwekkers te kunnen ontwikkelen, moeten we weten hoe het afweersysteem werkt.

Werking

Het immuunsysteem is in staat onderscheid te maken tussen lichaamseigen en lichaamsvreemde stoffen. Wanneer er lichaamsvreemde stoffen worden aangetroffen, genereert het immuunsysteem acties tegen deze stoffen (de ziekteverwekkers), waardoor de ziekteverwekkers worden gedood, maar de lichaamseigen stoffen onaangetast blijven. Het immuunsysteem herkent de moleculen van de ziekteverwekker en ontwikkelt antistoffen die als een sleutel op het slot van de moleculen van de ziekteverwekker passen. Deze 'op maat gemaakte' antistoffen bevatten de stoffen voor het doden van de ziekteverwekker.

Er zijn miljoenen soorten moleculen van ziekteverwekkers. Het immuunsysteem is dan ook een uiterst complex en efficiënt systeem, dat er bijna altijd in slaagt nieuwe sleutels voor deze sloten te ontwikkelen. Deze efficiëntie heeft als nadeel dat elk immuunsysteem zo precies is afgesteld dat het zelfs de cellen van een andere persoon als lichaamsvreemde cellen ziet. Dit komt doordat de cellen van verschillende personen zeer kleine moleculaire verschillen bevatten. Het immuunsysteem is zo gevoelig dat het deze verschillen ziet. Hierdoor is het verrichten van levensreddende orgaantransplantaties een uiterst complex proces. Een ander probleem is dat het immuunsysteem zo complex is dat het zich soms vergist en zich tegen het eigen lichaam keert. Dit verschijnsel wordt auto-immuniteit genoemd. Auto-immuniteit is de oorzaak van een aantal zeer ernstige ziekten.

De onderdelen van het immuunsysteem vinden hun oorsprong in de 'stamcellen' in het beenmerg. Deze stamcellen kunnen zich ontwikkelen tot een groot aantal verschillende celtypen. Sommige stamcellen ontwikkelen zich tot cellen die speciale moleculen, de zogenaamde antistoffen, aanmaken. Andere stamcellen ontwikkelen zich tot de zogenaamde T-cellen, die door het lichaam circuleren op zoek naar lichaamsvreemde indringers. Een aantal van deze circulerende cellen heeft als taak de immuunreactie te beheersen en te ondersteunen. Andere cellen hebben als taak zich aan de ziekteverwekker te hechten en deze onschadelijk te maken.

De afgelopen jaren zijn we erachter gekomen dat het proces waarmee lichaamsvreemde stoffen worden herkend een uiterst complex proces is. We kunnen het immuunsysteem als een orgaan van het lichaam beschouwen. In tegenstelling tot andere organen, zoals het hart of de hersenen, is het immuunsysteem echter verspreid door het hele lichaam. Dat moet ook wel, want de ziekteverwekkers kunnen overal toeslaan (huid, longen, ingewanden, enzovoort). Doordat het immuunsysteem door het hele lichaam verspreid is, ontstaat er echter ook een probleem: hoe kan de stuctuur van het immuunsysteem intact worden gehouden?

Structuur

De circulerende cellen van het immuunsysteem brengen voortdurend verslag uit aan lymfklieren die overal in het lichaam voorkomen. Hiervoor communiceren de immuuncellen met elkaar; deze communicatie zorgt ervoor dat alleen reacties op lichaamsvreemde moleculen zijn toegestaan.

Een andere belangrijke functie van deze communicatie is dat het immuunsysteem zich elke ziekteverwekker 'herinnert'. Dit houdt in dat bij herhalend contact er een snelle en meer effectieve immuunreactie kan optreden. Dit systeem werkt niet bij alle ziekten even goed. Een besmetting met het mazelenvirus wordt meestal zeer diep in het immunologische geheugen gegrift. Wanneer het virus later opnieuw wordt opgelopen, genereert het geheugen een immuunreactie, zodat de ziekte wordt voorkomen. Om onduidelijke redenen werkt dit niet bij alle ziekten. Zo zijn er grote gebieden in de wereld waar kinderen herhaaldelijk worden besmet met malaria. Het immunologische geheugen van deze kinderen is niet sterk genoeg om toekomstige besmettingen met malaria te voorkomen.

Detail van een postzegel ter herdenking van de eerste inentingen tegen polio in 1955 Dit immunologische geheugen zorgt ervoor dat vaccins zo goed werken. Vaccins hebben wereldwijd miljoenen levens gered, vanaf het allereerste vaccin tegen pokken, tot die tegen polio en recentere vaccins zoals tegen hepatitis B.

Vaccins voorzien het immuunsysteem van de informatie die het nodig heeft om de 'sleutels' te maken die passen op de moleculaire 'sloten' van de ziekteverwekker. In tegenstelling tot een besmetting met een ziekteverwekker, wordt deze informatie op een ongevaarlijke wijze doorgegeven.