The Sessions

Tenk deg at du er litt forkjølet og har hanglet i en uke eller to. En morgen våkner du og kan ikke røre deg. Eller verre, det er ungen din som har vært forkjølet og som en morgen er lammet. Slik rammet  poliomyelitt tusenvis av familier i Norge tidlig på 50-tallet.

Jeg ble minnet om dette i forbindelse med filmen «The Sessions» som nå går på kino. Filmen handler om Mark O’Brien, en 38 år gammel poet og journalist som er sengeliggende på grunn av polio som barn. Han er jomfru, og filmen handler om hvordan han treffer en sexterapeut for å få seksuell erfaring.

De fleste som smittes med poliovirus får ikke symptomer. Rundt 10% får forkjølelsesymptomer, mens 1-2% får lammelser som skyldes at viruset kommer over fra blodet til ryggmargen og angriper de motoriske forhorncellene. Disse nervecellene styrer musklene i kroppen. I mange tilfeller blir lammelsene varige, som hos Mark.

Kampen mot poliomyelitt er èn av medisinens store suksesser. Etter at Salks vaksine basert på drepte poliovirus kom på slutten av 50-tallet, falt antall nye poliotilfeller dramatisk.  Vaksinen stimulerer B-cellene til å lage antistoffer mot polioviruset. Antistoffene i blodet binder seg til viruset og hindrer det i å komme over i ryggmargen. Vaksinen beskytter derfor svært godt mot de fryktede lammelsene.

Test for antistoff mot poliovirus: HeLa celler tilsettes virus og blodserum. Hvis blodet inneholder anstistoffer blir viruset nøytralisert og cellene vokser. Uten antistoffer blir HeLa cellene drept av viruset.

Test for antistoff mot poliovirus: HeLa-celler tilsettes virus og blodserum. Hvis blodet inneholder anstistoffer (+),  blir viruset nøytralisert og cellene vokser. Hvis det ikke er antistoffer i prøven (-), blir HeLa-cellene drept av viruset.

Jeg har nylig lært at vi kan takke HeLa-cellene for at Salks vaksine så raskt ble tatt i bruk i USA. Da vaksinen var klar til utprøving på begynnelsen av 50-tallet, trengte man en enkel test for å se om de vaksinerte hadde utviklet antistoffer mot polioviruset. Til da hadde forskerne brukt kostbare celler fra aper til denne testen. Men vaksinen skulle prøves ut i et forsøk som krevde testing av 2 millioner blodprøver fra barn over hele USA!

Løsningen ble masseproduksjon av HeLa-celler. Disse kreftcellene som vokste så villig i kultur, var også spesielt følsomme for polioviruset. Når HeLa-cellene ble tilsatt poliovirus, døde de raskt. Men hvis cellene samtidig fikk tilsatt blod som inneholdt antistoffer mot viruset, vokste de uforstyrret videre. Slik kunne man enkelt se om hvert barn som deltok hadde laget antistoffer mot polioviruset og dermed var beskyttet mot sykdommen.

Det store vaksineforsøket ble avsluttet i 1955. Resultatet viste at vaksinen gav 94% beskyttelse mot poliomyelitt med lammelser. Snart etter var poliovaksinen innført som et tilbud til alle barnefamilier, og forekomsten av nye poliotilfeller i USA falt fra 35 000 i 1953 til bare 161 i 1961. I Norge ble vaksinen innført i 1956, og i 1965 var poliomyelitt «forsvunnet» fra Norge. Poliovaksine inngår fortsatt i barnevaksinasjonsprogrammet i Norge og er blant vaksiner man anbefales å ta på nytt før reiser til utlandet.

I Pakistan er poliomyelitt fortsatt en vanlig sykdom. Der er nå poliovaksinasjonsprogrammet stanset på grunn av islamistiske trusler og sammenblanding med CIA-spionasje i forkant av drapet på Bin Laden. Men det er ikke bare islamske mullaer som er skeptiske til vaksinering og oppfordrer de troende til å holde seg unna. Også i Norge sier nå  25% av de spurte at de er skeptiske til myndighetenes vaksineråd.

Det man ikke lenger ser og hører om, er det lett å glemme. Det er nå over 50 år siden poliomyelitt forsvant som en reell trusel for liv og helse for oss i Norge. Det betyr ikke at sykdommen ikke kan komme tilbake. Vaksinasjon mot polio er fortsatt nødvendig også hos oss. For å forstå bedre hva det dreier seg om, anbefaler jeg å se filmen «The Sessions».

Har du allerede sett «De urørlige«, som også går på kino nå, vil du se at hovedpersonene i de to filmene har noen fellestrekk. Begge bygger på faktiske personer. Men der Phillippe i De urørlige har mistet både bevegelse og følelse fra nakken og ned etter en fallulykke, har Mark fortsatt følelsene i behold i hele kroppen. Så hvis jeg skal si noe «positivt» om polioviruset helt til slutt, så er det at det sparer følenervene.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 31. januar 2013

Henriettas celler

Surdeigsbaking er den nye «greia». Surdeig inneholder melkesyrebakterier som vokser og deler seg, og lever videre hvis de får tilført mer næring i en ny deig. I forhold til melkesyrebakterier er immunceller mye vanskeligere å dyrke i kultur. Jeg har nettopp lest den glimrende boken om Henrietta Lacks udødelige liv av Rebecca Skloot, og innsett at immunologer står i stor takknemlighetsgjeld til den  fattige, svarte fembarnsmoren Henrietta Lacks. Takket være henne fikk forskerne endelig taket på hvordan celler kunne dyrkes i laboratoriet.

Immunforsvaret vårt består av celler som beveger seg ganske fritt i kroppen, fra blodet, ut i vevet og tilbake til blodbanen via lymfeårene. Det fine med dette er at immuncellene også kan hentes ut av blodet og studeres i laboratoriet. Nesten ingen andre organsystemer er like enkelt tilgjengelig for forskerne som immuncellene i en blodprøve. Veldig mye av den kunnskapen vi har om immunforsvarets funksjonsmåter baseres på undersøkelser av immunceller i kultur.

I første halvdel av forrige århundre foregikk det intense forsøk på å dyrke celler og vev fra mennesker i laboratoriet, såkalt vevs- eller cellekultur. Forskerne støtte på mange utfordringer, men den viktigste hindringen var at uansett hva de gjorde, døde cellene etter noen dager eller uker i kultur*. Etterhvert lyktes man med å isolere virusinfiserte celler fra mus som tilsynelatende var udødelige. Men fra mennesker, nei.

Boken om Henrietta Lacks forteller historien om verdens første udødelige cellelinje fra mennesker, HeLa cellene. I 1951 vokste de ut av en prøve tatt fra svulsten Henrietta hadde på livmorhalsen. Cellene vokste svært villig, og allerede etter noen dager var det klart at forskerne endelig hadde lyktes med å lage en udødelig cellelinje fra mennesker. HeLa celler er nesten like enkle å dyrke som melkesyrebakterier i surdeig. Så lenge de har det varmt nok og får tilført næringsstoffer, deler de seg hver dag.

Immunceller kan isoleres fra blod og dyrkes i kultur, takket være Henrietta Lacks, HeLa cellenes opphavskvinne.

Immunceller kan isoleres fra blod og dyrkes i kultur, takket være Henrietta Lacks, HeLa cellenes opphavskvinne.

HeLas viktigste bidrag til å forstå hvordan immunsystemet fungerer, er at de gjorde det mulig å standardisere celledyrkningsteknikkene. Før HeLa var celledyrking omtrent som heksekunst. Hvert laboratorium dyrket sine egne celler i egne cellekulturmedier med magiske ingredienser som hønseplasma, navlestrengsblod og moste kalvefoster. Det var derfor umulig å sammenlikne resultatene fra ulike laboratorier. Takket være HeLa, kunne alle forskere jobbe med nøyaktig de samme cellene, og utveksle erfaringer om hvordan de best kunne dyrkes, fryses, tines og oppbevares over lengre tid. Dette la grunnlaget for all moderne cellebiologi, inkludert immunologi. Sannsynligvis har ingen enkeltperson bidratt mer til medisinsk forskning enn Henrietta Lacks.

Ingen fortalte Henrietta om cellene hennes som vokste så villig, eller spurte om hennes samtykke til å ta prøven. Hun døde bare få måneder etter at prøven ble tatt. Først 20 år etter fikk familien den sjokkerende opplysningen at cellene hennes fortsatt var i live i tusenvis av laboratorier verden over. Boken om hennes udødelige liv er derfor også hisorien om hvordan forholdet mellom forskere og forsøkspersoner og deres familier har utviklet seg siden Henriettas tid. Filmen om hennes liv er på vei.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 26. januar 2013

* Vi vet nå at normale celler bare har en begrenset mulighet til å overleve i kultur, fordi hver celledeling fører til en liten forkorting av kromosomenes ender (telomerer). Det er derfor ikke mulig å holde normale celler, inkludert immunceller, i kultur for mer enn et begrenset antall celledelinger. Det vil i praksis si noen uker.

Eliteskolen

Jeg er sterk tilhenger av enhetsskolen, at alle i Norge går på den samme skolen, uansett spesielle talenter eller lærevansker. Det er mange gode grunner til det, ikke minst at de aller flinkeste får brynet seg på folk som ikke er fullt så skoleflinke og omvendt. Immunforsvarets T-celler har sin skole i thymus. Denne skolen er så langt unna den norske enhetsskolen som det er mulig å komme.

Thymus er et lite organ som ligger øverst i brystkassen, foran hjertet. På norsk kalles den brisselen og er regnet av mange som et kulinarisk høydepunkt. Immunforsvarets T-celler utdannes i thymus, og det er rett og slett derfor de heter T-celler. Utdannelsen av T-celler i thymus er ekstremt tøff. De elevene som stryker dør, enten av mangel på stimulering eller fordi de tvinges til programmert celledød.

T-cellene utdannes i thymus. De som ikke klarer å lage en fungerende reseptor dør. De som reagerer for sterkt på kroppens egne peptider bundet til HLA blir drept. Bare 5% av T-cellene overlever.

T-cellene utdannes i thymus. De som ikke klarer å lage en fungerende reseptor dør. De som har en reseptor som reagerer for sterkt på kroppens egne peptider bundet til HLA blir drept. Bare 5% av T-cellene overlever thymus og blir sendt ut i kroppen som modne T-celler. E=epitelcelle, APC=antigenpresenterende celle.

Utdannelsen foregår i to trinn, for enkelhets skyld kan vi kalle det barnetrinnet og ungdomstrinnet. T-cellene fødes i beinmargen og reiser med blodet til thymus, der de begynner på barnetrinnet. Barneskolen foregår i de ytre delene av thymus, i barken. Når de begynner på skolen, er de fortsatt umodne og har ingen reseptor på overflaten slik modne T-celler har. Det første de begynner med, er derfor å lage den ene halvdelen av T-cellereseptoren. Hvis de lykkes, går de videre og lager den andre halvparten. For hvert trinn blir forsøket testet for om reseptoren virker, altså at den både kan binde seg til HLA-molekyler og gi et signal inn i T-cellen. Når T-celleelevene har produsert en T-cellereseptor som fungerer, har de bestått barneskoleeksamen og kan fortsette videre på ungdomsskolen. Den er lokalisert til det indre av thymus, i thymusmargen.

På ungdomsskolen skal T-cellene sjekkes for om de vet forskjellen på hva som er «meg» og hva som er alt annet. I thymusmargen finnes det antigenpresenterende celler som produserer mange av kroppens ulike proteiner, og viser disse fram som peptider i gropa på HLA-molekylene til T-celleelevene. De elevene som har laget en T-cellereseptor som binder seg spesielt godt til disse peptid-HLA-molekylkombinasjonene, vil få et kraftig signal sendt inn i cellen. Signalet vil starte programmet for celledød, og cellene dør i apoptose. Bare de T-cellene som har laget T-cellereseptorer som ikke finner noe å binde seg til i thymusmargen, består eksamen. De «vet» altså forskjellen på kroppens egne proteiner og alle andre og får slippe ut i resten av kroppen.

Vi regner at bare omtrent fem prosent av alle T-cellene som starter på thymusskolen består de ulike testene og kommer ut i kroppen som modne T-celler. Alle de andre dør i forsøket på å lage en fungerende T-cellereseptor eller i kvalitetssjekken for om de reagerer på kroppens egne proteiner. Heldigvis er strykprosenten mye lavere i norsk skole, og konsekvensene for de som stryker er langt mindre dramatiske.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 15. januar 2013

counter for wordpress

Snitter

Jeg er ikke særlig kresen og spiser stort sett alt. Men det betyr ikke at jeg ikke har preferanser. Hvis jeg kommer i en mottagelse der det serveres snitter, velger jeg helt klart de med pålegg som jeg ikke har hjemme i eget kjøleskap. På liknende måte vil immunforsvarets celler overse det kjente, det som kroppen består av, men samtidig reagere på det som er fremmed og som kan utgjøre en potensiell trussel.

Immunforsvarets T-celler har som oppgave å overvåke helsetilstanden til alle kroppens celler. Det gjelder for T-cellene å oppdage unormale celler. Slike celler kan enten være infisert med en mikrobe eller de kan ha begynt å lage unormale proteiner og dermed kunne utvikle seg til kreft. Overvåkningen baserer seg på at alle celler i kroppen er utstyrt med HLA-molekyler, som sitter i celleoverflaten og inneholder peptider, det vil si korte biter av proteiner, fra innsiden av cellen.

Alle proteiner (A-C) blir delt opp i peptider av proteasomet (P) og pumpet inn i endoplasmatisk retikulm (ER). Peptidene binder seg til HLA-molekyler og fraktes opp til overflaten via vesikler (V).

Alle proteiner (A-C) i cellen, kan bli delt opp i peptider av proteasomet (P) og pumpet inn i endoplasmatisk retikulm (ER). Peptidene binder seg til tomme HLA-molekyler og fraktes opp til overflaten via vesikler (V).  T-cellene reagerer normalt bare på fremmede peptider i gropa på HLA-molekyler.

Fra HLA-molekylets synsvinkel er det ingen forskjell på peptider fra kroppenes egne proteiner og peptider fra en virus eller bakterie. Kjemisk sett er dette samme sak. For at HLA-molekylene skal inneholde et representativt utsnitt av det som finnes inne i cellen, er cellen utstyrt med en slags «proteinkvern», som klipper opp proteiner i passe lange peptider på 8-9 aminosyrer. Denne «kverna» kalles proteasomet, og alle proteiner i cellen som er merket for resirkulering vil bli klippet opp av denne proteinkverna. Peptidene vil deretter bli pumpet inn i endoplasmatisk retikulum, som er et viktig sted for produksjon av proteiner i cellen. Endoplasmatisk retikulum er som en labyrint avgrenset av cellemembran, der nylagete HLA-molekyler henger i veggen og venter på å bli fylt med et peptid. Peptidet er nødvendig for at HLA-molekylet skal folde seg ordentlig og være stabilt. Når gropa på HLA-molekylet er fylt med et peptid, blir HLA-molekylet fraktet opp til cellens yttermembran og vrengt ut på overflaten av cellen. Slik blir peptidet synlig for immunforsvarets T-celler.

Immunologer sier gjerne at HLA-molekylet presenterer peptidet for T-cellene. Når proteasomet klipper opp alt og sikrer at alle proteiner er representert i HLA-gropene, blir det som om kokken har tatt for seg alt innholdet i kjøleskapet, og laget snitter med både hverdagslig brunost og gulost i tillegg til sjeldenheter som andelever og serranoskinke. Siden proteasomet og HLA-molekylene ikke skiller på egne og fremmede peptider, er det derfor T-cellene som må ta ansvar.

T-celler overser «brunost og gulost» og plukker selektivt snitter med uvanlig, fremmed pålegg. Denne kresenheten gjør at T-cellene reagerer hvis cellen inneholder nye proteiner, men ikke hvis HLA-molekylene bare inneholder de vanlige, kjente peptidene. Hvor har T-cellene lært å være så kresne? Det skal jeg komme tilbake til i en senere bloggpost.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 8. januar 2013
Oppdatert 1. juni 2016

Romjulsfeber

For første gang på flere år har jeg vært syk og hatt feber. Hele familien og mange på jobben har også vært syke, alle med feber i minst én dag og hoste over flere dager. I VG leser vi om svineinfluensa, men ingen av oss har vært  syke nok til å sjekke om det er det vi har fått. Istedet har vi brukt romjula til å reflektere rundt immunforsvarets kamp for å gjøre oss friske igjen.

Influensaviruset er et kappekledd RNA-virus. I kappen har det reseptorer som binder seg til slimproteiner i luftveiene. Det er derfor influensa fortrinnsvis infiserer overflatecellene i de øvre luftveiene. Når vi hoster eller snakker, står det en sky av virusholdige dråper rundt oss. Folk i nærheten puster inn de små dråpene, og viruset fester seg i luftveiene til den nye personen.

Både det medfødte og det tilpassete immunforsvaret blir tatt i bruk for å bekjempe influensaviruset. Hos dem som har hatt influensa før eller som er vaksinert, vil det tilpassete immunforsvaret ha hukommelse for tidligere infeksjon. Da har kroppen allerede antistoffer mot influensaviruset som kan binde og nøytralisere viruset før det rekker å trenge inn i cellene. Fra tid til annen endrer sammensetningen av influensaviruset seg såpass mye at de nøytraliserende antistoffene ikke lenger virker så godt. Da kan selv de som vanligvis holder seg friske gjennom en influensaepidemi, oppleve å bli syke.

IMG_9872

Viruset infiserer overflateceller i luftveiene. Antistoffer kan nøytralisere viruset før det kommer så langt. Proteiner i cellene (RIG) kan binde til virus-RNA og aktivere produksjon av signalstoffer (IFN eller interferon). Interferon hindrer virus i å kopiere seg og stimulerer også immunforsvaret. Interferon gir også feber og sykdomsfølelse.

Det medfødte immunforsvaret har evne til å registrere om en celle har blitt infisert med influensaviruset. Det skjer gjennom binding av virusets RNA til spesielle signalproteiner inne i cellen. Resultatet er at den virusinfiserte cellen blir endret så viruset ikke like lett blir kopiert og mangfoldiggjort. Samtidig blir det produsert signalstoffer som setter igang betennelse i luftveiene og som stimulerer antigenpresenterende celler til å reise til nærmeste lymfeknute for å aktivere det tilpassete immunforsvaret.

Det tar omtrent én uke før det tilpassete immunforsvaret har rukket å lage et effektivt forsvar mot det aktuelle influensaviruset. Først da vil den ultimate løsningen som stopper den videre spredningen av viruset og fjerner de infiserte cellene, være på plass. Man kan derfor regne med at det tar ca én uke fra de første influensasymptomene til man er mer eller mindre frisk igjen.

Hva har skjedd i mellomtiden? Mange av symptomene ved influensa skyldes det medfødte immunforsvarets forsøk på å kontrollere viruset. Feberen, muskelsmertene og luftveisproblemene, som er typisk ved influensa, skyldes i hovedsak betennelsesfremmende signalstoffer. Disse produseres av det medfødte immunforsvaret som tiltak for å begrense infeksjonen i påvente av at det tilpassete immunforsvaret skal komme til unnsetning. Noen ganger skaper dette så store problemer at pasienten trenger sykehusinnleggelse og i verste fall ikke overlever infeksjonen.

For oss andre får feberen og hosten være en påminnelse om at immunforsvaret jobber så vi skal bli friske. Det er ellers ikke alltid man får sjansen til å følge immunforsvarets anstrengelser på så nært hold, vanligvis merker vi jo ikke noe til hva som foregår.

Blogginnlegg skrevet av Anne Spurkland, 3. januar 2013