Nettbank

For å komme inn i nettbanken min trenger jeg å oppgi personnummeret, deretter et tilfeldig tall fra kodebrikken og til slutt et personlig passord. Jeg må altså gi tre signaler for å aktivere nettbanken. Det er for at banken skal være helt sikker på at jeg faktisk er meg, og at jeg ønsker å komme inn i nettbanken. 

Immunforsvaret har et liknende sikkerhetssystem. Når mikrober kommer inn i kroppen, må trusselen håndteres. Samtidig er det viktig å ikke overreagere. Noe av det første som skjer er at mikrobene aktiverer dendrittiske celler som spiser dem. Deretter vil disse profesjonelle antigenpresenterende cellene oppsøke nærmeste lymfeknute for å stimulere T-celler til å starte en tilpasset immunrespons mot mikroben. Men T-cellene reagerer ikke sånn uten videre.

Bakterier aktiverer profesjonelle antigenpresenterende celler. Aktiverte antigenpresenterende celler (aAPC) kan aktivere T-celler ved hjelp av tre signaler: 1) HLA pluss peptid fra mikroben. 2) Protein (B7) som kan binde seg til liknende protein (CD28) på T-cellen. 3) Cytokiner som gir T-cellen informasjon om hva slags immunreaksjon som trenges.

Hvis jeg istedet for å være bankkunde hadde vært en profesjonell antigenpresenterende celle, hadde jeg måttet gi tre signaler for å få aktivert T-cellen. Det første signalet er et HLA-molekyl med et peptid fra mikroben bundet til seg som passer akkurat til T-cellens egen reseptor. Det tilsvarer mitt unike fødselsnummer som nettbanken ber om først. Deretter må den antigenpresenterende cellen gi T-cellene et signal 2 som viser at den selv er aktivert og mener alvor. Det er bare aktiverte antigenpresenterende celler som kan gi dette signalet til T-cellene. Alle andre celler mangler de nødvendige molekylene på celleoverflaten. De har rett og slett ikke kodebrikken. Det tredje signalet T-cellen trenger, består av ett eller flere hormoner eller cytokiner. Aktiverte antigenpresenterende celler skiller ut flere slike cytokiner, og sammensetningen av cytokinene gir T-cellen beskjed om hva slags type immunreaksjon som trengs.

Hvorfor dette sterke fokuset på sikkerhet og kontroll? Det er alltid HLA-molekyler på overflaten av alle celler, også på profesjonelle antigenpresenterende celler. HLA-molekylenes grop er vanligvis fylt med et peptid fra et av kroppens egne proteiner. T-cellene våre overser disse HLA-peptid kompleksene, delvis fordi de er lært opp til det i thymus, delvis fordi de bare får dette første signalet, men ikke signal 2 og 3. Det at T-cellene trenger to ekstra signaler for å bli aktivert, er en forsikring mot at T-cellene ikke blir stimulert til å angripe kroppens egne celler. Faktisk er det slik at hvis T-cellene bare får det første signalet uten de to neste, kan det få motsatt effekt. T-cellene kan bli ute av stand til å reagere ved en senere anledning. Akkurat slik passordbeskyttede websider kan bli blokkert hvis du ikke husker passordet.

Jeg er veldig glad for at det er vanskelig å aktivere nettbanken, jeg ønsker jo ikke at andre skal ha tilgang til mine penger. På samme måte er jeg veldig glad for at mine T-celler ikke blir aktivert i utide. Siden det bare er aktiverte antigenpresenterende celler som kan gi signal 2, og siden antigenpresenterende celler bare aktiveres i forbindelse med fare, har vi en sikkerhet for at T-cellene bare blir aktivert når det er nødvendig. Siden T-cellene er nøkkelen til det tilpassete immunforsvaret, er denne passordbeskyttelsen en viktig mekanisme for å hindre at immunforsvaret angriper kroppens eget vev.

Hvis T-celler likevel blir aktivert til å angripe kroppens egne celler, kan det gi autoimmun sykdom. Det blir akkurat som når et hackerangrep mot nettbanken lykkes i å aktivere en mengde bankkonti uten bruk av de vanlige passordene og sikkerhetskontrollene.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 19. april 2013

PS: Vil du vite mer om hackerangrep i immunsystemet? Norsk selskap for immunologi arrangerer åpne populærvitenskapelige seminarer om autoimmune sykdommer i Litteraturhuset fredag 26. april kl. 11.00-15.00 og på Haukeland universitetssjukehus, Birkhaugsalen, Sentralblokken samme dag 10.00-14.00.

Beliebers

Denne uken oppsøker 60 000 norske jenter Telenor Arena for å oppleve unggutten Justin Bieber «live». Justin er en sympatisk ung mann som synger godt. Han kunne vært sønnen min, og i så fall ville jeg ha vært veldig stolt av ham. Men det stopper der. Jeg har ikke billett til Telenor Arena. Så hva er forskjellen på meg og de elleville jentene, som bare MÅ til Oslo på Justin-konsert? Jeg drister meg til å svare hormoner. De unge jentene er midt i puberteten, og Justin representerer en ventil for nye, ukjente og boblende følelser.

Hormoner er ulike stoffer som samordner aktiviteten til cellene i kroppen. Hormonene lages av spesialiserte celler og fraktes med blodet for å virke på andre celler i kroppen.  Noen hormoner trenger vi like mye av hele livet, slik som insulin, som regulerer blodsukkeret, mens andre hormoner er viktigst i visse situasjoner eller faser av livet. Kjønnshormonene er eksempel på det siste.

Immunforsvaret har sitt eget nettverk av signalstoffer som er helt nødvendig for at immuncellene skal utvikle seg og utføre oppgavene sine på rett måte. Signalstoffene produseres av immuncellene og virker vanligvis bare i cellenes nærmiljø. Disse stoffene fungerer som hormoner, men kalles av historiske grunner for cytokin, interleukin eller interferon og ikke for hormon.

A) Hormoner produseres av en celle og fraktes i blodet til en annen celle (endokrin effekt). B) Cytokin lages av en celle som virker på en annen celle i nærmiljøe (parakrin effekt). C) Celle lager cytokin som virker på den cell (autokrin effekt).

A) Hormon lages og skilles ut av en celle og fraktes i blodet til en annen celle der hormonet bindes til reseptorer og gir en forandring i målcellen (endokrin effekt). B) Cytokin (eks TNF-a) lages og skilles av en celle, og virker på en annen celle i nærmiljøet (parakrin effekt). C) En celle lager og skiller ut cytokin (eks IL-2) som virker på reseptorer den selv har på overflaten (autokrin effekt).

Ett av de første cytokinene som ble funnet, er interleukin-2 (eller IL-2). Det fungerer som veksthormon for T-celler, og T-cellene produserer faktisk dette hormonet selv.  IL-2 er nødvendig for at en T-celle skal dele seg mange ganger. Slik mangedobling av en enkelt T-celle som reagerer på en bestemt mikrobe, er et viktig virkemiddel i vårt tilpassete immunforsvar. Det skjer på denne måten: Etter at en T-celle først er blitt stimulert (ved at T-cellens reseptor binder seg til et bestemt peptid/HLA-kompleks), vil den få reseptorer for IL-2 på celleoverflaten. Det IL-2 som cellen skiller ut, blir straks bundet til disse reseptorene, som så gir et signal til cellen om å fortsette å lage IL-2 og også å fortsette å dele seg.

Et annet viktig cytokin er TumorNekroseFaktor-alfa, eller TNF-α. Det er et cytokin som blant annet skilles ut av aktiverte makrofager, helt fra starten av en mikrobeinvasjon. TNF-α påvirker blodkarene så mer væske lekker ut i vevet sammen med komplement, og slik at immunceller krysser åreveggen for å komme til åstedet og delta i forsvaret mot mikroben. 

Både IL-2 og TNF-α er viktige hormoner i både oppstart og vedlikehold av immunreaksjoner. Fordi de spiller så sentrale roller, og fordi vi har kjent til dem i såpass lenge, finnes det nå effektive medisiner som blokkerer virkningen av disse signalstoffene. Slike medisiner brukes blant annet ved organtransplantasjoner og ved leddgikt og tarmbetennelser. Men det finnes også mange andre cytokiner som bidrar til å regulere immunforsvaret og som kanskje etterhvert kan bli mål for nye behandlingsformer ved ulike sykdommer.

Dette blir litt på samme måte som belieberne: Det finnes etterhvert mange måter å påvirke kjønnshormonene på. Puberteten kan utsettes eller fremmes ved hjelp av hormoner. Og fruktbarheten kan reguleres ved hjelp av kjønnshormoner i form av P-piller. Om det også er mulig å påvirke gamle damer som meg til å kjøpe Bieberbillett ved hjelp av kjønnshormoner, gjenstår å se.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 16. april 2013

Django

I påsken fikk vi sett «Django Unchained», Tarantinos siste filmepos. Django er med i en lenkegjeng av nykjøpte slaver, da en viss Dr. Schultz dukker opp og vil kjøpe den slaven som kjenner Brittlebrødrene. Brødrene jobber som slavedrivere, er ettersøkt «død eller levende» og har trolig skiftet etternavn. Dusørjegeren Schultz trenger derfor en som kan peke dem ut.

Immunforsvaret bruker ofte samme strategi som Dr. Schultz, altså benytter et mellomledd som gjenkjenner den cellen som skal drepes. På samme måte som Brittlebrødrene, vil den ettersøkte mikroben gjerne forsøke å beskytte seg mot immunforsvarets drapsvåpen. Det første og raskeste våpenet vi har er komplementsystemet. I utgangspunktet vil dette våpenet gjennomhulle alle ubeskyttede celleoverflater. En bakterie som kommer i kontakt med komplementproteinene i blodet, vil derfor raskt bli drept. Men mange mikrober, blant annet kappekledte bakterier, har utviklet delvis beskyttelse mot komplement. Da hjelper det med et mellomledd av typen Django.

De naturlige drepecellene, eller NK-cellene, er ett annet effektivt drapsvåpen som immunforsvaret benytter i startfasen av en infeksjon. I prinsippet dreper de alle celler som er merkbart forandret. Slike forandringer kan gjerne være fravær av vante tegn på at cellen er kjent og normal. Men NK-cellene kan også drepe når målet pekes ut for dem.

Antistoffer gjenkjenner bakterier (A i) eller virusinfiserte celler (B i). Det fører til at komplement (A ii) eller NK-celler (B ii) blir aktivert til å drepe mikroben (A iii) eller den virusinfiserte cellen (B iii).

Antistoffer gjenkjenner bakterier (A i) eller virusinfiserte celler (B i). Det fører til at komplement (A ii) eller NK-celler (B ii) blir aktivert til å drepe mikroben (A iii) eller den virusinfiserte cellen (B iii).

Immunforsvarets mellomledd er antistoffene. Etter første møte med en mikrobe, vil noen av immunforsvarets B-celler begynne å produsere antistoffer mot mikroben. Neste gang samme mikrobe dukker opp, møter den et bedre forberedt immunforsvar, der spesifikke antistoffer vil binde seg til mikroben. Hvis mikroben er en bakterie, vil antistoffene gjøre at den raskere blir spist opp av makrofager. Minst like viktig er det at mange antistoffer kan aktivere komplement etter at de har bundet seg til mikroben. Det gjør at bakteriene blir mer effektivt drept eller spist av makrofager.

Hvis mikroben er et virus, er det viktig å fjerne de cellene som blir invadert av viruset så fort som mulig, så ikke viruset får formert seg og spredd seg til nye celler. Virusinfiserte celler vil ofte ha virusproteiner på overflaten som virusantistoffene kan binde seg til. Slike bundne antistoffer er signal til NK-cellene om å drepe. Antistoffene kan altså spille Djangos rolle, og peke ut neste offer for immunforsvarets drapsmekanismer.

Tarantino er kjent for sine sterke effekter, og «Django Unchained» er ikke noe unntak. Mot slutten av filmen er Django, som Schultz har lært opp til å bli en dreven dusørjeger og skarpskytter, involvert i flere skuddvekslinger der blodet spruter opp for hvert kuletreff. Den litt blasse rødfargen på Tarantinos kunstblod fikk meg til å tenke på sprukne røde blodlegemer.

Og hva har det med antistoffer og komplement å gjøre? Ganske mye faktisk. Hvis blodet vårt kommer i kontakt med antistoffer mot røde blodlegemer, og det kan skje på måter jeg skal komme tilbake til siden, kan resultatet bli like dramatisk som Tarantinos blodsutgytelser. De røde blodlegemene vil sprekke på grunn av aktivert komplement og pasienten vil kunne få livstruende problemer som skyldes for lav blodprosent og hemoglobin på avveie. Heldigvis er slike immunologiske katastrofer sjeldne.

«Django Unchained» er en super film med (nesten) lykkelig slutt. Og selv om jeg ble forstyrret av fargen på kunstblodet, setter mange pris på at Tarantino ikke tar smålige hensyn når han filmer sine blodige scener. Det er langt i fra å være realistisk, men det gir storslagne fortellinger.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 9. april 2013