Het blijft intrigerend wat ons afweersysteem allemaal in petto heeft om ons voor infectieziektes te beschermen. Het gaat verkoudheidsvirusjes te lijf en bestrijdt bacteriën en schimmels die zich ergens in ons lijf nestelen. Ons afweersysteem heeft vaak een snel antwoord op ziekteverwekkers, en zorgt ervoor dat we weer beter worden. Zonder een goed functionerend afweersysteem zouden we het heel zwaar krijgen bij de meest simpele infecties.

Van virussen tot parasieten
Ons afweersysteem heeft met een enorme verscheidenheid aan infecties te maken. Denk eens aan virussen, bacteriën, schimmels en parasieten. Ze zien er allemaal anders uit, en velen kunnen ons ziek maken. Het afweersysteem moet op iedere soort infectie een ander antwoord hebben – best een klus. Hier wil ik iets vertellen over de antennes die het afweersysteem gebruikt om goed onderscheid te kunnen maken tussen de verschillende infecties.

Oude antennes
De antennes zijn evolutionair al heel oud. Zelfs de fruitvlieg heeft al zogenaamde Toll-like receptoren, die zowel aan de buitenkant als binnen in de cel de ziek-makers opsporen. Als de fruitvlieg ze niet heeft, gaat ze dood aan schimmelinfecties. Dat wij deze antennen ook hebben is ontdekt toen iemand de moeite nam de genen van de fruitvlieg met die van de muis en de mens te vergelijken. Inmiddels zijn er nog veel meer van ontdekt, zelfs hele nieuwe soorten antennes.

Aangeboren afweersysteem
Als een ziektekiem binnendringt, gaat als eerste ons aangeboren afweersysteem aan de slag. Dit systeem functioneert vanaf de eerste dag van ons leven – vandaar de naam. Wat doet het afweersysteem nou met een ziekteverwekker? Nemen we eens een bacteriële infectie als voorbeeld.

De dood van een bacterie
Om van een bacterie af te komen, zijn er meerdere strategieën mogelijk. Er kunnen bijvoorbeeld gaten in de celwand worden geboord zodat de bacterie lek schiet en dood gaat. Er worden door afweercellen ook stofjes uitgescheiden die de bacterie kunnen doden. Een andere manier om van de infectie af te komen is de bacterie te markeren als binnendringer waardoor het door een soort Pacman, de macrofaag, herkend en opgegeten wordt.  En als de bacterie zich binnen in een cel probeert te verstoppen, dan meldt die cel zich ziek, en wordt ook opgegeten door de macrofaag.

Aangeleerd afweersysteem
Soms is dit niet genoeg. Dan moet het afweersysteem ‘op school’ en voor de ziekteverwekker antilichamen aanmaken en T-cellen aanwakkeren die de geïnfecteerde cellen specifiek herkennen. Deze afweerreactie heeft een paar dagen nodig om op gang te komen, en is noodzakelijk om ook de laatste beetjes infectie op te ruimen. En beschermt ons tegen terugkerende infecties.

Antennes voelen het verschil
Maar terug naar de antennes van het afweersysteem. Ze kunnen vrijwel alle onderdelen van een ziekteverwekker herkennen, te beginnen met het erfelijk-materiaal; DNA of RNA. Omdat het erfelijk-materiaal van de ziekteverwekker vaak pas vrij komt als die opgegeten wordt of dood gaat, zitten deze antennes ook binnen in de cel. Antennes die zich gespecialiseerd hebben op de buitenkant van een ziekteverwekker zitten vaak aan de buitenkant van een cel, of waar de ziekteverwekker de cel binnendringt. Materiaal aan de buitenkant van de ziekteverwekkers zitten in de celwand, en zijn meestal eiwitten of suikers.

Antennes voor alles
Waarom hebben we zo veel verschillende antennes? Twee redenen. Ten eerste ‘bedenken’ ziekteverwekkers van alles om niet herkend te worden of niet gedood te worden, en dan is het handig om meerdere mogelijkheden voor herkenning te hebben. Ten tweede is voor iedere infectie een andere afweerreactie nodig om te baas te worden. Om het verschil te kunnen maken van de indringer, zijn er meerdere antennes op de afweercellen te vinden. Ze herkennen soortgelijke maar anders uitziende structuren die van verschillende ziekteverwekkers afstammen. Zo zijn er bijvoorbeeld voor suikers van de celwand meerdere antennes te vinden. Hierdoor worden door de antennes heel specifieke signalen doorgegeven die bepaald worden door het uiterlijk van de ziekteverwekker, zodat adequaat op de infectie gereageerd kan worden.

Antennes maken verschil op hoog niveau
Een nieuw onderzoek van een Amsterdamse groep, deze week gepubliceerd in Nature Immunology laat zien, dat het systeem nog veel verfijnder is dan we dachten. Een enkele antenne die meerdere suikers herkent kan ze van elkaar onderscheiden en geeft vervolgens verschillende signalen door, om de afweerreactie op de ziekteverwekker die het voelt af te stemmen. Zo wordt het repertoire van specifieke herkenning van de ziekteverwekker nog eens veel groter. Mooi, toch?