Kern van ons afweersysteem ligt jarenlang vast

Een klein groepje afweerstoffen bepaalt jarenlang het beeld van ons immuunsysteem. Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en internationale partners ontdekten dat deze afweerstoffen opvallend stabiel blijven, zowel in samenstelling als in hoeveelheid. Het onderzoek, verschenen in het vakblad Science Advances, laat zien dat deze vaste kern van afweerstoffen bij elke persoon net zo uniek is als een vingerafdruk.

Hoewel ons lichaam telkens nieuwe afweerstoffen maakt tegen nieuwe virussen en bacteriën, blijft er ook verrassend veel hetzelfde. Ons afweersysteem blijkt voor een belangrijk deel te leunen op een klein clubje cellen dat jaar in jaar uit precies dezelfde afweerstoffen aanmaakt. Deze cellen zitten diep in het beenmerg en werken als perfect afgestelde ‘kopieermachientjes’: jaar in, jaar uit maken ze precies dezelfde antistoffen aan.

Exact hetzelfde profiel

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht concluderen dit, nadat ze een jaar lang bloedmonsters afnamen van elf gezonde vrijwilligers. De proefpersonen kregen in dat jaar drie keer een vaccinatie tegen COVID-19.

Wat de onderzoekers ontdekten, was onverwacht: ondanks deze herhaalde vaccinaties bleef het overgrote deel van de afweerstoffen in het bloed exact hetzelfde. Bij de meest voorkomende afweerstoffen was geen verschil te zien in hoeveelheid en hoe ze eruitzagen.

Ons immuunsysteem heeft een stabiele kern van cellen die afweerstoffen maken. De cellen zitten in het beenmerg en blijven jarenlang actief.

“Dat was een echte eyeopener,” zegt moleculair bioloog Danique van Rijswijck, die het onderzoek leidde. “De afweerstoffen die we het meeste tegenkwamen waren verrassend vaak exact dezelfde. Tegelijkertijd werden nieuwe afweerstoffen, die het lichaam ging aanmaken na een vaccinatie, nauwelijks zichtbaar in het totale plaatje. Dat betekent dat ons immuunsysteem een stabiele kern heeft van cellen die afweerstoffen maken. De cellen zitten in het beenmerg en blijven jarenlang actief.”

Bioloog Albert Bondt, die het onderzoek mede-coördineerde, vult aan: “We zagen bij elke deelnemer een unieke verzameling van antistoffen die in groten getale aanwezig waren – als een soort immuunvingerafdruk. En die bleef gedurende het hele jaar waarin werd gemeten vrijwel identiek.”

Kopieermachines in het beenmerg

Afweerstoffen zijn eiwitten die virussen en bacteriën herkennen en uitschakelen. Ze worden geproduceerd door zogeheten plasmacellen, een type witte bloedcel. Sommige van die plasmacellen leven kort en verdwijnen snel. Maar er is ook een speciaal soort: langlevende plasmacellen die zich nestelen in het beenmerg. Daar blijven ze jarenlang actief en produceren ze jaar in jaar uit precies dezelfde antistof. Het is alsof er in je beenmerg een serie minuscule kopieerapparaatjes staan die telkens exact dezelfde pagina printen, aldus Van Rijkswijck.

Extreem gevoelige metingen

Dat dit nu pas aan het licht komt, is te danken aan extreem gevoelige meetapparatuur in het lab van Bondt en Van Rijswijck. Hiermee kan hun team afweerstoffen zo nauwkeurig in kaart brengen, dat verschillen van een paar atomen al opvallen. Zodoende konden ze niet alleen het totaal aan afweerstoffen meten, maar ook kijken naar verschillen die nooit eerder aan het licht kwamen. De onderzoekers zagen dat veel van de afweerstoffen die het meest voorkomen exact dezelfde massa hadden gedurende het hele jaar. En daaruit leiden ze af dat deze afweerstoffen steeds door dezelfde cel werden geproduceerd.

Blijvende of kortdurende afweer

De ontdekking helpt Bondt en Van Rijswijck een fundamentele puzzel op te lossen over hoe langdurige immuniteit werkt. Bij sommige ziektes, zoals mazelen of kinkhoest, is één vaccinatie levenslang voldoende. Bij andere, zoals griep of COVID, verdwijnt de afweer veel sneller. Waarom dat verschil bestaat, is nog onduidelijk.

Als we begrijpen waarom bepaalde plasmacellen wel langlevend worden en andere niet, kunnen we vaccins ontwikkelen die gericht deze cellen activeren

“Als we begrijpen waarom bepaalde plasmacellen wel langlevend worden en andere niet, kunnen we vaccins ontwikkelen die gericht deze cellen activeren,” zegt Van Rijswijck. “Het zou kunnen betekenen dat je in de toekomst slechts één prik nodig hebt voor langdurige bescherming, ook tegen ziektes waarvoor nu herhaalde vaccinaties nodig zijn.”

Bloedwaarden anders interpreteren

De studie laat bovendien zien dat artsen soms metingen van afweerstoffen in het bloed anders moeten interpreteren. “Een grote hoeveelheid afweerstoffen betekent niet automatisch dat iemand onlangs een infectie of vaccinatie heeft gekregen,” benadrukt Bondt. “Het kan ook betekenen dat iemand veel langlevende antistoffen heeft die al jaren circuleren.”

Een grote hoeveelheid afweerstoffen in het bloed betekent niet automatisch dat iemand onlangs een infectie of vaccinatie heeft gekregen

Hoewel het onderzoek veel vragen beantwoordt, roept het ook nieuwe op. Wat zorgt ervoor dat een plasmacel langlevend wordt? Kunnen we dat proces sturen? En tegen welke indringers richten deze afweerstoffen zich eigenlijk?

Allergieën en auto-immuunziekten

Om deze vragen te beantwoorden willen de onderzoekers nog nauwkeuriger analyseren hoe verschillende vaccinaties uitwerken op onze immuunrespons. Ook willen ze achterhalen waarom sommige afweerstoffen wel in onze ‘vingerafdruk’ terechtkomen en andere niet. Een ander plan is uitzoeken of de veelvuldig aanwezige afweerstoffen uit het beenmerg misschien een rol spelen bij allergieën of auto-immuunziekten.

“Het is op zich al een belangrijk inzicht dat ons bloed vol zit met afweerstoffen die jarenlang zo overvloedig en onveranderd blijven,” zegt Van Rijswijck. “Maar het opent zeker deuren naar gerichtere en duurzamere manieren om onze afweer te sturen.”