Abstract
Iedere dag staan we bloot aan ontelbare schadelijke micro-organismen en stoffen. Om te overleven is het immuunsysteem constant in actie om deze
factoren in ons lichaam te bestrijden. Als voorbeeld nemen we een bacterie. Na
het lichaam te zijn binnengedrongen, via bijvoorbeeld een huidwond, wordt de
bacterie gesignaleerd door het immuunsysteem wat leidt
... read more
tot de productie van
antistoffen (figuur 1). Binding van de geproduceerde antistoffen aan de bacterie
zorgt ervoor dat deze herkend kan worden door cellen van het immuunsysteem
die gemoeid zijn met de opruiming
van lichaamsvreemde substanties, de
effectorcellen. Op grond van een
bepaald gedeelte van antistoffen, het
Fc-domein, worden deze onder-verdeeld
in verschillende klassen. De
klasse van de geproduceerde antistof
is bepalend voor het verdere verloop
van de afweerreactie. Voor iedere Fc-domeinklasse
bestaat namelijk een
specifieke Fc-receptor, IgG antistoffen
bijvoorbeeld worden specifiek
gebonden door Fc???? -receptoren. Door-dat
verschillende Fc-receptoren op
verschillende effectorcel-types
voorkomen, bepaald de klasse van
het antilichaam welke effectorceltype
aangewend wordt ter bestrijding van
de indringer.
Sommige lichaamsvreemde stoffen
zoals bijvoorbeeld huisstofmijt,
zogenaamde allergenen, bevatten tot op heden onopgehelderde
eigenschappen die leiden tot de productie van IgE antistoffen. Het
geproduceerde IgE bindt aan de Fc-receptor voor IgE, Fc e RI, die zich bevindt
op mestcellen (figuur 2). IgE-productie en –binding aan de mestcel, leidt niet tot
verdere reacties maar bewapent deze cel wel voor een volgend contact met
hetzelfde allergeen, het betreffende individu is nu allergisch 1 . Bij hernieuwd
contact wordt het allergeen gebonden door het IgE op de mestcel wat leidt tot
activatie van deze cel. De naam “mestcel” werd afgeleid van het Duitse “Mast-zelle”,
wat “weldoorvoede cel” betekent. Hun “volgevreten” uiterlijk danken
mestcellen aan het feit dat ze dat ze vol zitten met blaasjes, granules, gevuld
met ontstekingsmediatoren zoals histamine en serotonine (zie ook hoofdstuk 1
figuur 2). Mestcelactivatie leidt tot het legen van de granules, degranulatie,
waarna de vrijgekomen ontstekingsmediatoren in het omliggende weefsel de
kenmerken van een allergische reactie, zoals jeuk en zwelling, veroorzaken.
In de westerse wereld is het aantal gevallen van allergische aandoeningen,
zoals bijvoorbeeld astma, zo sterk toegenomen gedurende de afgelopen eeuw,
1 De termen atopie en allergie zijn tegenwoordig bijna synoniem en worden willekeurig
doorelkaar gebruikt. Kenmerken van atopie zijn: verhoogde hoeveelheden allergeen-specifiek
IgE in het bloed en een allergische reactie in een huidtest.
lichaamsvreemd
(antigeen)
activatie
Fc-domein
antigeen-bindende
domeinen
antistof
Fc-receptor
effector-cel
antigeen
bestrijding
immuun
systeem
Figuur 1. Een afweerreactie tegen een
lichaamsvreemde substantie?106
dat vandaag de dag iedereen er wel
direct of indirect mee geconfronteerd
wordt. Onderzoek heeft aangetoond
dat zowel genetische als omge-vingsfactoren
verantwoordelijk zijn
voor het ontstaan van atopie. Deze
onderzoeksresultaten geven echter
geen verklaring voor de observatie
dat bij twee personen die beiden
atopisch zijn voor huisstofmijt, dit
allergeen bij de één astmatische
klachten veroorzaakt en bij de ander
niet. Verder kan een allergeen in de
ene persoon leiden tot een
aandoening in de bovenste, bij een
ander in de onderste luchtwegen en
bij een derde persoon aanleiding
geven tot klachten in meerdere
organen. In al deze voorbeelden zijn
de personen atopisch, dat wil
zeggen, in het lichaam bevinden zich
met “IgE-bewapende” mestcellen,
maar dit hoeft dus niet per se te
leiden tot een allergische reactie.
Deze observatie impliceert dat
factoren uit de naaste omgeving van
de mestcel de activatie van deze cel
kunnen moduleren.
Mestcellen bevinden zich in alle weefsels en organen van het lichaam en zijn
daar omgeven door diverse factoren waaronder de extracellulaire matrix, een
netwerk van eiwitten dat in organen het cement tussen de cellen vormt.
Adhesie, hechting, van mestcellen aan fibronectine, een bestanddeel van de
extracellulaire matrix, vindt plaats via oppervlaktemolecuul VLA-5. Onderzoek
heeft aangetoond dat adhesie van mestcellen aan fibronectine leidt tot
verhoogde degranulatie na allergeen-stimulatie.
De manier waarop adhesie aan fibronectine ervoor zorgt dat de uitstoot van
mestcelmediatoren verhoogd wordt, is onduidelijk. Opheldering hiervan kan
potentiële aangrijpingspunten opleveren voor de ontwikkeling van toekomstige
therapie tegen allergie en is daarom onderwerp van dit proefschrift (figuur 3).
Voor ons onderzoek maakten wij gebruik van mestcellen die gekweekt worden
uit het beenmerg van muizen. Op deze cellen bevindt VLA-5 zich in een vorm
die niet hecht aan fibronectine. Om adhesie te stimuleren werd mangaan aan
deze cellen toegevoegd. Dit metaal bindt aan VLA-5 en zorgt voor een
vormverandering die binding aan fibronectine mogelijk maakt (figuur 4).
Onze resultaten laten twee belangrijke fenomenen zien. Ten eerste verhoogt
adhesie aan fibronectine mestceldegranulatie als gevolg van allergeen-stimulatie.
Ten tweede blijkt dat adhesie aan fibronectine zelf al voldoende om
uitstoot van ontstekingsmediatoren op te wekken, zonder dat daar
allergeenstimulatie voor nodig is.
Fc??? ?? ?? ????? ???? ????? ??????????? ???????? ?? ??? ???????????? ??? ???????????? ??? ??????? ??? ?????? ?? ??? ???? ?????? ???? ?? ?????? ???????????????????????? ????? ?????????? ??? ??? ??????? ??? ?? ???? ???????????? ?????????????? ?????? ?? ??? ????? ???? ???? RI doorgegeven en leidt tot
mestceldegranulatie. Fc??? ????????????????????? ???? ?? ???? ?? ?????????? ????????? RI door binding aan verschillende bindingsplaatsen op hetzelfde
allergeenpartikel (figuur 5). De sterkte van degranulatie wordt bepaald door een
aantal factoren. Ten eerste is een minimale hoeveelheid allergeen nodig om
voldoende receptoren te clusteren voor mestcelactivatie, dit wordt de
activatiedrempel van de receptor genoemd. Ten tweede leidt een hogere mate
van receptorclustering, bepaald door de hoeveelheid aanwezig allergeen, tot
een sterkere activatie. Ten derde geldt dat de kracht van een individuele
receptor bepaald wordt door de lengte van zijn verblijftijd in het receptorcluster,
ofwel: hoe stabieler een receptorcluster des te sterker de reactie.
fibronectine
VLA-5
+ mangaan:
Figuur 4. In de linker situatie bevindt VLA-5 zich in een vorm die niet bindt aan fibronectine.
Toegevoegd mangaan (rechts) bindt aan VLA-5 zodat deze verandert van vorm en adhesie aan
fibronectine mogelijk wordt.
signaal-transductie
allergeen
Fc??? ?? ? ?????????????????????????????? ?? ?? ??????????? ??? ????????? ?? ?? ? ?? ?????? ????????? ???? ??? ?????????????????????????????? ??? ????????? ??????????? ?????????? ??? ?? ? ??? ???? ?????????? ????? ??? ????????????? ?? ??????? ?? ???? ?? ???? ??? ??????????????? ??????? ?????????? ????? ???? ??? ????? ?? ???? RI zich op het mestceloppervlak in
elkaars nabijheid bevinden, en misschien zelfs wel verbonden zijn. Dat houdt in
dat wanneer VLA-5 geclusterd wordt door adhesie aan fibronectine, Fc??? ??????????????? ???? ??? ????? ??????? ?? ???????? ??? ?????????? ????? ??????? ????????? ????†???????????????? ????? ?? ???????????????? ??? ???? RI verlaagd en
wordt de mestcel gevoeliger voor allergeen. Een aan fibronectine gehechte
mestcel zal sterker reageren op een bepaalde hoeveelheid allergeen dan een
niet gehechte mestcel doordat Fc??? ????????????? ??????????? ???? ????????? ??????? ???? ??????? ????????? ?????????? ????????? ??????????? ?????????? ????? ?? ???????? ?????????? ??? ???????????????????? ?????????? ???? RI tot verhoogde degranulatie. Verder zorgt de pre-clustering
van Fc??? ?? ?? ??? ????? ??????? ???? ????????? ??????????? ?? ?????????????????? ???????? ??? ??? ???????? ???? ??? ????????????? ?? ?? ?????????????????? ???? RI dermate dat de activatiedrempel van deze receptor spontaan
overschreden wordt en er degranulatie optreedt zonder dat daar allergeen voor
nodig is. De observatie dat mestcellen ontstekingsmediatoren uitscheiden door
clustering van VLA-5, zou verklarend kunnen zijn voor het ontstaan van
metaalallergieën, waarvan de manier van ontstaan grotendeels onduidelijk is.
Van mangaan, kobalt, nikkel en zink is bekend dat ze een allergische reaktie
teweeg kunnen brengen. In onze experimenten vonden wij al deze metalen in
staat zijn mestcel adhesie aan fibronectine te veroorzaken. Deze adhesie leidde
vervolgens tot degranulatie.
Zoals hierboven reeds beschreven, bevindt VLA-5 zich op rustende mestcellen
in een vorm die niet bindt aan fibronectine. In deze cellen is Fc??? ?? ??? ??????????????????? ?? ???? ?????? ???? ??? ???????? ?????????? ?????????????????????????? ??????????? ??? ????? ???? ??? ???? ??? ??????????????????????????????????????????????????????? ?? ?? ???? ??? ???? ???????????? ??????????? RI
VLA-5 in de vorm die wel fibronectine bindt
Figuur 6. Op het mestceloppervlak bevinden
VLA-5 en Fc e RI zich in elkaars nabijheid. Op
rustende mestcellen (boven) is VLA-5
aanwezig in een vorm die niet bindt aan
fibronectine. In deze situatie is Fc e RI niet
gepreclusterd en de mestcel is dan het minst
gevoelig voor allergeen-stimulatie. Door
omgevingsfactoren (weefsel, metalen etc.)
verandert de vorm van VLA-5 (midden).
Vervolgens wordt fibronectine gebonden en
Fc e RI gepreclusterd. De mestcel wordt
gevoeliger voor allergeen en degranulatie
door allergeenstimulatie is sterker. Bij zeer
sterke hechting aan fibronectine (onder)
wordt zoveel Fc e RI geclustered, dat aller-geen
niet meer nodig voor overschrijding van
de activatiedrempel. Adhesie veroorzaakt nu
rechtstreeks degranulatie.?Nederlandse samenvatting
nectinebinding mogelijk maakt kan, behalve door de hierboven beschreven
metalen, worden geïnduceerd door verscheidene stoffen die plaatselijk in het
weefsel aangemaakt worden. De gevoeligheid van de mestcel, correlerend met
de vorm van VLA-5 en hechting aan fibronectine, kan dus per locatie in het
lichaam gemoduleerd worden door gereguleerde aanmaak van deze stoffen.
Samenvattend kan geconcludeerd worden dat het al dan niet optreden van een
allergische respons in een weefsel in een atopische situatie afhangt van de
gevoeligheid van de mestcellen ter plaatse. Het uitblijven van een allergische
reactie zou in dit geval verklaard kunnen worden door te zeggen dat de
hoeveelheid allergeen ter plaatse te laag is om de activatiedrempel van Fc
show less