Op weg naar immunologische interventie

Het doel van de studies beschreven in dit proefschrift is deimmuniteitsreacties, waarvan wij denken dat die relevant zijn in de ziekte MS, te beïnvloeden en te veranderen. Met name de immuunreacties tegen aB-crystalline spelen een belangrijke rol in deze studies.

Samenvatting proefschrift Richard Verbeek

Multiple sclerosis en de rol van aB-crystalline

Bij ontstaan en de voortgang van de ontstekingen in MS speelt het immuun systeem een belangrijke rol. Het immuun systeem heeft als doel ons lichaam te beschermen tegen een grote variëteit van allerlei potentieel gevaarlijke organismen (pathogenen) zoals virussen, bacteriën, schimmels en parasieten. Echter, het immuunsysteem kan zich ook tegen het lichaam zelf keren. Lichaamseigen structuren worden dan aangevallen. Dit wordt ook wel een auto-immuun respons genoemd.

Veelal wordt gedacht dat in MS een auto-immuunrespons aan de orde is. T cellen, specifieke cellen van het immuunsyteem die normaal gericht zijn tegen gevaren van buitenaf, herkennen componenten (eiwitten) van myelineVetachtige, witte stof die in de vorm van de zogenaamde myelineschede de zenuwvezels isolerend omhult. De myeline draagt bij tot een efficiënte zenuwgeleiding; bij myelinebeschadiging, zoals bij MS, loopt de zenuwgeleiding mank of is ze zelfs afwezig. Dit kan leiden tot diverse symptomen.. Na herkenning van hun specifieke eiwiteen chemische stof, die is opgebouwd uit een aaneenschakeling van kleine moleculen (aminozuren. Die bevatten als kenmerk alle stikstof. Van die aminozuren zijn er 20 verschillende. De volgorde waarin ze aan elkaar geknoopt worden is geregeld vanuit de kernen van de cellen volgens een daarin opgeslagen vaste volgorde van 4 stoffen, de 'basen'. De volgorde waarin de basen aan elkaar geknoopt zijn is dus bepalend voor de samenstelling van een eiwit. Zo'n streng basen vormt samen een molecuul DNA. Het bevindt zich in één van de kernlissen in de kern -zie chromosomen. Een hoofdtaak van eiwitten is het regelen van de stofwisseling - zie enzymen. Eiwitten kunnen ook dienen als bouwmateriaal voor het lichaam. Ze maken dan onderdeel uit van de stofwisseling. activeren de T cellen andere cellen, de macrofagen, die schade aanbrengen aan het myeline.

Om te achterhalen tegen welk eiwit of welke eiwitten in myeline de T cellen reageren, zijn deze cellen gestimuleerd met myeline afkomstig uit hersenen aangedaan met MS en met myeline uit gezonde hersenen. Uit dit onderzoek bleek dat T cellen zeer sterk reageren tegen één specifiek eiwit uit MS aangedane hersenen. Nader onderzoek wees uit dat dit eiwit aB-crystalline was. Hoewel de T cellen gericht tegen aB-crystalline niet de primaire oorzaak zijn van de ontstekingen, verergeren deze cellen wel de ontsteking. Als de immuunreactiviteit kan worden verminderd of weggenomen, zullen ook de ontstekingen verminderen.

Gewapend met de hierboven beschreven kennis komen we nu tot het doel van dit proefschrift. Het doel van de studies beschreven in dit proefschrift was om immuniteitsreacties waarvan wij denken dat die relevant zijn in de ziekte MS te beïnvloeden en te veranderen. Met name de immuunreacties tegen aB-crystalline spelen een belangrijke rol in deze studies.

Proefdieren als model voor ontstekingen in het CZS

Door een ontstekingsreactie op te wekken tegen myeline eiwitten ontwikkelen knaagdieren ontstekingen en een op MS lijkende ziekte (EAEexperimental autoimmune encephalomyelitis= experimentele auto-immuunontsteking van de myeline in de hersenen, het diermodel van MS.) in het centrale zenuwstelsel. Echter, een ontsteking is niet tegen elk eiwit op te roepen. In tegenstelling tot de mens zijn de meeste zoogdieren tolerant voor aB-crystalline. Dit wil zeggen dat het immuunsysteem geen T cel respons ontwikkelt tegen dit eiwit.

Om deze reden wordt in de studies die in dit proefschrift beschreven zijn, veel gebruik gemaakt van aB-crystalline deficiënte muizen. Door genetische aanpassingen komt dit eiwit in deze muizen niet voor. Doordat aB-crystalline in het lichaam niet voorkomt, wordt het gezien als een vreemd en potentieel gevaarlijk eiwit en kan een immuunreactie worden opgewekt. Echter, in aB-crystalline deficiënte muizen vindt er geen ontsteking plaats van het CZS, immers het eiwit komt niet voor in het lichaam. Om toch een situatie te creëren die vergelijkbaar is met de situatie in de mens worden de T cellen gericht tegen aB-crystalline uit de aB-crystalline deficiënte muizen geïsoleerd en overgebracht naar gezonde normale muizen.

De promovendus onderzocht hoe deze T cellen gericht tegen aB-crystalline een ontsteking in het CZS kunnen veroorzaken. Uit eigen onderzoek bleek dat het immuunsysteem van MS patiënten en gezonde personen niet afwijkenvan elkaar. Waarom leidt dan de aanwezigheid van deze specifieke T cellen in sommige mensen tot ontstekingen en bij anderen niet?

Vergelijkbaar met de mens leidt de aanwezigheid van deze cellen in een gezonde muis niet tot ontstekingen in het CZS terwijl aB-crystalline wel aanwezig is. Echter, als het overbrengen van deze T cellen wordt vooraf gegaan door een virus infectie, die de status-quo in de hersenen verandert, kunnen de cellen wel schade toebrengen aan de hersenen en ziekteverschijnselen zoals verlammingen veroorzaken.

Hoogstwaarschijnlijk komt dit doordat de T cellen worden aangetrokken door de milde ontstekingshaarden veroorzaakt door het virus. Deze T cellen herkennen dan aB-crystalline in het CZS. Deze studie suggereert dat de aanwezigheid van T cellen gericht tegen aB-crystalline niet de hoofdoorzaak is voor het ontstaan van CZS schade maar dat deze cellen een bestaande ontsteking kunnen verergeren. Deze studie levert geen bewijs dat een virus infectie bij het ontstaan van ontstekingen in het CZS van MS patiënten betrokken is maar suggereert wel dat het immuunsysteem normaal functioneert. Het komt alleen in actie bij een voorafgaande verandering van het milieu in het CZS. Echter, het aantal keren dat ziekteverschijnselen zich voordeden was te variabel om dit muismodel te gebruiken voor het doel van dit proefschrift, namelijk het beïnvloeden van de immuunrespons.

Naast het genereren van T cellen gericht tegen aB-crystalline zijn de aB-crystalline deficiënte muizen zelf ook zeer geschikt gebleken om als diermodel dienst te doen in de studies beschreven in dit proefschrift. De muizen ontwikkelen naast een T cel respons tegen aB-crystalline ook een antilichaam respons gericht tegen aB-crystalline. Deze opgewekte immuunreactiviteit tegen aB-crystalline is vergelijkbaar met de immuunrespons in de mens. De antilichaam respons wordt namelijk ook gevonden in MS patiënten en gezonde personen.

De promovendus heeft de antilichaam reactiviteit tegen aB-crystalline van MS patiënten met en zonder oogontsteking (uveitis) vergeleken met die van gezonde personen. MS gaat veelvuldig gepaard met uveitis. Interessant genoeg bestaan diverse structuren van het oog voor 5 tot 10 % uit aB-crystalline. Een antilichaam respons tegen aB-crystalline in het oog kan mogelijk ook betrokken zijn bij ontstekingen in het CZS. De reactiviteit van de antilichamen blijkt niet te verschillenniet verschilt tussen de verschillende groepen. Ook nu blijkt dat de immuunreacties tegen aB-crystalline tussen MS patiënten en gezonde personen niet van elkaar verschillen. Bij elkaar genomen is de immuunrespons tegen aB-crystalline in aB-crystalline deficiënte muis representatief voor de immuunrespons tegen aB-crystalline zoals deze wordt gevonden in de mens. Dit gegeven maakt deze muis goed bruikbaar als diermodel voor het testen van antigeen-specifiek gerichte methodes die het immuunsysteem veranderen.

Moduleren van de immuunrespons in MS met flavonoiden en probiotica

De promovendus heeft een uitgebreid onderzoek gedaan naar de ontstekingsremmende eigenschappen van flavonoiden. Deze zijn bekend om hun anti-oxidatieve werking en beïnvloeding van een groot aantal intracellulaire processen. Als conclusie uit deze onderzoekingen geldt, dat flavonoiden in vitro een grote potentie hebben om een anti-inflamatoire werking te hebben. Echter in vivo blijken flavonoiden onvoorziene effecten te hebben die ze minder geschikt maakt om in hoge doseringen te gebruiken in (auto) immuun gekenmerkte ziekten.

Een andere manier om het immuunsysteem te beïnvloeden is met probiotica. Probiotica zijn bacteriën die voorkomen in het maag-darmstelsel en een positieve invloed hebben op de gezondheid. De werking van deze probiotica is nog grotendeels onbekend. Het onderzoek leidde tot de conclusie, dat probiotica dendritische cellenook wel dendrocyten (DC's) genoemd. DC's zijn immunologisch actieve witte bloedcellen die als starters van het immuunsysteem functioneren en dan ook wel "professionele antigeen-presenterende cellen" of APC's genoemd worden. kunnen activeren en in potentie de mogelijkheid hebben om de immuunreactiviteit te beinvloeden.

Antigeen-specifieke immuunmodulatie.

Het laatste hoofdstuk van het proefschrift behandelt antigeen-specifieke immuunmodulatie.
T cellen gericht tegen aB-crystalline (het antigeen) veroorzaken niet de ziekte MS maar zijn wel de stuwende kracht om locale ontstekingen te handhaven en te verergeren. Door nu doelgericht alleen deze cellen uit het immuunsysteem te verwijderen kunnen de ontstekingen in MS worden verminderd. De promovendus toont aan, dat T cellen gericht tegen aB-crystalline op dusdanige manier kunnen worden gemanipuleerd dat deze cellen net meer reageren op stimulatie met aB-crystalline, ofwel ze zijn getoleriseerd. Hiervoor gebruikte hij de hierboven beschreven aB-crystalline deficiënte muizen. Zoals beschreven kunnen deze muizen een immuunresponse tegen aB-crystalline ontwikkelen. Drie weken nadat deze muizen een immuunresponse hebben ontwikkeld, werd zeer zuivere en schone aB-crystalline intraveneus toegediend. Dit resulteerde in een verlaging van de T cel activiteit met maar liefst 80%. De tolerante staat van de T cellen was antigeen specifiek, de cellen waren zeer snel na toediening van aB-crystalline tolerant en de cellen bleven dit zeker 18 weken lang. In tegenstelling tot de T cel activiteit namen de hoeveelheden antilichamen (IgG1, IgG2a en IgG2b) specifiek voor aB-crystalline toe.

Samenvattend kan worden gesteld dat:

• T cellen gericht tegen aB-crystalline een belangrijke rol kunnen spelen bij het verergeren van ontstekingen in het CZS als daar een bepaald pro-inflammatoire milieu aanwezig is;
• zowel de T cel respons als de antilichaam respons gericht tegen aB-crystalline een normaal fenomeen zijn in MS patiënten en gezonde personen. Deze immuunreactiviteit gericht tegen aB-crystalline kan ook worden opgewekt in aB-crystalline deficiënte muizen. Dit maakt dit diermodel een goed model om immuun modulerende methodes te bestuderen;
• aB-crystalline specifieke tolerantieVerschijnsel dat het immuunsysteem ongevoelig is geworden voor een bepaald antigen, waarop het normaal wel reageert. inductie in muizen zeer effectief is in het uitschakelen van de T cel gericht tegen aB-crystalline. In potentie is deze methode een goede manier om antigeen specifieke therapie te gaan toetsen in MS patiënten.

.

Proefschrift: Toward immune intervention in MS
Promotor: prof.dr. C.D. Dijkstra,co-promotor: dr. J.M. van Noort, VUmc Amsterdam.
De Stichting MS Research leverde een bijdrage aan de drukkosten van het proefschrift