klok2

Patiënten met sepsis, een ernstige vorm van bloedvergiftiging, overlijden opvallend vaak ‘s ochtends vroeg. De oorzaak voor bloedvergiftiging is meestal een bacteriële infectie, en het overlijden is mede het gevolg van een overmatige afweerreactie tegen die bacterie. Waarom juist in de vroege ochtend de bloedvergiftiging zo een tragisch einde heeft is niet bekend, maar dat rond dit tijdstip hevige afweerreacties worden gemeten is geen uitzondering: ook bij reuma, een auto-immuunziekte waar het afweersysteem ontspoord is, vindt men de hoogste afweerreactie in de kleine uurtjes. Rond dit tijdstip hebben de patiënten de meeste kwalen.

Normaal gesproken maakt het afweersysteem ons weerbaar voor infecties, zoals schimmels, bacteriën, virussen en parasieten. Hoe de herkenning van de ziekteverwekkers gebeurt is goed uitgezocht: speciale eiwitten, de zogenaamde Toll-like receptoren, herkennen de ziekteverwekker wat leidt tot het produceren van infectiedodende eiwitten, cytokines genaamd. Dit was een belangrijke ontdekking die overigens in 2011 goed was voor de Nobelprijs.

Onze biologische klok, die ons laat slapen als het donker is en elke ochtend de dag weer inluidt, controleert blijkbaar ook het afweersysteem. Langzaam wordt duidelijk hoe dit precies in zijn werk gaat: ’s nachts maakt het lichaam bijvoorbeeld meer cytokines aan, en zorgt zo voor een heftiger afweerreactie in de ochtend. Sinds kort weten we echter ook dat rond dit tijdstip ook de herkenning van virussen efficiënter verloopt: dat blijkt uit onderzoek aan de Yale University (VS), deze maand gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Immunity.

De onderzoekers vroegen zich af of het dagritme naast haar controle op de cytokineproductie wellicht ook invloed had op de sensoren van de infecties, de Toll-like receptoren. Omdat onze interne klok zo robuust is dat ze zelfs doortikt in een laboratoriumkweek, konden ze celkweken gebruiken om de aanmaak van de eiwitten over tijd te volgen. Hierdoor vonden ze dat één specifieke Toll-like receptor die viraal DNA herkent afhankelijk was van de zogenaamde Per (‘period’) genen. De Per-genen bepalen het dag-nachtritme in cellen en blijken dus ook ervoor te zorgen dat die Toll-like receptor het meest actief is in de latere slaapperiode.

Eenmaal bewezen dat de interne klok de receptor controleert, wilden de onderzoekers zien wat het effect was van het verstoren van het dag-nachtritme op de aanmaak van de receptor. Hiervoor maakten ze gebruik van een muis die een van de Per-genen mist, en zagen ze dat dit inderdaad leidde tot een verstoring van het ritme van de aanmaak van afweermoleculen. Ook als ze gewone muizen voor een tijd in het donker huisvestten werd het dag-nachtritme verstoord, en een afweerreactie in de vroege ochtenduren was door deze verstoring veel minder efficiënt. Deze proeven laten dus zien dat het afweersysteem direct door de interne klok is gereguleerd.

Maar wat voor nut heeft een dag-nachtritme voor het afweersysteem? De onderzoekers van Yale stellen dat het misschien goed is tegen infecties die voornamelijk ‘s nachts door muggen worden overgedragen, alleen is voor deze stelling nog geen enkel bewijs. Wat deze studie wel laat zien is dat het zinvol is om met een nieuwe blik naar de behandelingsmethode van reumapatiënten te kijken, en de medicijnen zodanig te doseren dat ze ’s ochtends vroeg het krachtigst werken. Ook voor vaccinaties kan deze vinding belangrijk zijn:  vaccins zullen betere afweerreacties opwekken als ze op de juiste tijd van de dag worden toegediend. Eerste aanwijzingen hiervoor zijn al gevonden. Nu nog de implementatie.