Tag Archives: NK-celler

Irish coffee

Posted on by
Svar

Kjæresten min drikker sjelden kaffe, og sprit er heller ikke noen favoritt. Men Irish coffee drikker han gjerne. Det stammer fra da han bodde i Zambia. Da gikk det alltid i Irish coffee når han en sjelden gang traff andre nordmenn i hovedstaden. Irish coffee består av sukker, kaffe, whisky og vispet krem. Det er flottest å servere den lagdelt. Siden sprit er lettere enn vann, særlig sukkerholdig vann, kan whiskyen flyte oppå kaffen. Dette enkle prinsippet er grunnlaget for en av Norges mest berømte medisinske oppdagelser.

Celler består hovedsaklig av vann, men også salter, fett og proteiner. Det betyr to ting. For det første er cellene litt tyngre enn vann. For det andre må celler være i en væske som har omtrent lik saltkonsentrasjon som cellen selv. Hvis ikke, vil osmose gjøre at vannmolekyler trenger inn i cellen for å prøve å utlikne forskjellen i saltkonsentrasjon, og cellene sveller og kan sprekke.

Disse egenskapene ved celler ble utnyttet av Arne Bøyum da han tidlig på 60-tallet lette etter en enkel måte å skille beinmargceller på. Bøyum jobbet på Forsvarets forskningsinstitutt, der de var opptatt av skadevirkningene ved bruken av atomenergi. Det var kjent at radioaktiv stråling kunne skade beinmargen. Bøyum ønsket å studere beinmargceller med tanke på å transplantere dem fra én person til en annen. Siden det er lettere å arbeide med blod enn med beinmarg, konsentrerte han seg først om å skille blodceller fra hverandre.

Blod inneholder røde og hvite blodlegemer og blodplater. De hvite blodlegemene kan igjen deles i granulocyter og mononukleære celler. Bøyum visste at hvis han blandet blod med saltvann, ville blodcellene synke til bunnen av røret, fordi de var tyngre enn vann. Han visste også at hvis saltkonsentrasjonen var litt lavere enn vanlig, ville cellene svelle og bli litt større. Bøyum håpet derfor det var mulig å skille blodcellene fra hverandre bare ved å justere saltkonsentrasjonen og tettheten i væsken han blandet blodet med.

Irish coffee kan serveres lagdelt på grunn av ulik tetthet av væskene som inngår (A). I Bøyums metode blandes blod med saltvann og plasseres over det tyngre røntgenkontrastmiddelet Ficoll (B). Etter forsiktig sentrifugering blir blodcellene separert i ulike lag på grunnlag av deres fysiske egenskaper (C). De mononuklære cellene kan suges opp med pipette, på samme måte som man kan suge opp whiskeylaget i Irish coffee (A) med et sugerør.

Irish coffee kan serveres lagdelt på grunn av ulik tetthet av væskene som inngår (A). I Bøyums metode blandes blod med saltvann og plasseres over det tyngre røntgenkontrastmiddelet Ficoll (B). Etter forsiktig sentrifugering blir blodcellene separert i ulike lag på grunnlag av deres fysiske egenskaper (C). De mononuklære cellene kan suges opp med pipette, på samme måte som man kan suge opp whiskylaget i Irish coffee (A) med et sugerør.

Forsøkene hans minnet mye om å lage Irish coffee. Bøyum sjiktet blod blandet med saltvann over en separasjonsvæske som var litt tyngre enn vann. Deretter lot han røret stå på benken en stund. De røde blodlegemene sank alltid til bunns i røret. Blodplatene er så lette at de stort sett ble værende i saltvannsblandingen øverst i røret. Men hvor befant de hvite blodlegemene seg? Etter seks års innsats fant Bøyum endelig den rette løsningen, der de mononukleære cellene ble værende akkurat i grenseovergangen mellom saltvannet og separasjonsvæsken, mens granulocytene sank tvers gjennom separasjonsvæsken sammen med de røde blodlegemene.

Vi vet nå at de mononuklære cellene Bøyum isolerte inkluderer alle de viktigste immuncellene: T-celler, B-celler, NK-celler og monocyter, forløperne til makrofager og dendrittiske celler. Bøyums enkle metode for å isolere immunceller er fortsatt i bruk i laboratorier verden over, nå kjent som Ficoll-Isopaque separering eller Lymfoprep. Artikkelen som beskriver metoden er sitert mer enn 24 000 ganger. Ingen annen norsk medisinsk forsker er like mye sitert som ham. Kanskje har heller ingen annen norsk forskers innsats hatt like stor praktisk betydning for utvikling av kunnskapen om immunforsvaret som Bøyums.

Arne Bøyum ble pensjonert i 1998, men forsker fortsatt aktivt på hvite blodlegemer i lokalene vegg i vegg med meg på Institutt for medisinske basalfag i Oslo. Dette blogginnlegget ble opprinnelig skrevet som min hilsen i anledning 85-årsdagen i 2013. Det passer å republisere innlegget i dag, i anledning av 89-årsdagen.

Gratulerer med dagen, Arne!

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 4. april 2013
Siste gang endret 4. april 2017

Gjenkjent

Posted on by
Svar

Skam sesong 3 tok 10 dagers pause forrige helg med et 14 sekunders klipp av nakne kropper i bevegelse. Og det på et tidspunkt der det er høyst uklart hvordan det vil gå med Isak og hans første kjærlighet, Even.

Norske og internasjonale fans startet umiddelbart strevet med å gjenkjenne kroppene. Det er umulig ved første gjennomseing å se hvem som er i klippet og hvor mange det er. Den som først publiserte en troverdig analyse var den danske Politikens journalist, Jonas Proshold, som konkluderte med at det var vår egen Isak sammen med Even i klippet.

For å unngå at vi får immunreaksjoner og betennelser uten grunn, er det kritisk nødvendig at immunsystemet vårt kontinuerlig gjør denne øvelsen: «Er det vi ser nå, denne lille fliken av informasjon, noe vi kjenner fra før, som er del av vår egen kropp, eller er det noe nytt?» Så lenge det er noe immunsystemet gjenkjenner som en del av kroppen, er alt som det skal være og ingen ting å reagere på. Men er det noe nytt og fremmed, er det sannsynligvis behov for en reaksjon.

Tre ulike strategier for å gjenkjenne fremmede.

Tre ulike strategier immunsystemet bruker for å gjenkjenne det som er fremmed. I: NK-celler reagerer på fravær av det som er kjent. II: Makrofager (MØ) reagerer på fremmede strukturer som ikke finnes i egen kropp. III: T-celler er trent til å gjenkjenne selv (MHC) pluss fremmed (peptid; en bit av et protein)

Denne evnen til å skille mellom eget og fremmed, mellom selv og ikke-selv, er immunsystemets aller viktigste egenskap. Utfordringen kan løses på mange ulike måter. En strategi er å begrense seg til å kjenne igjen det som er kjent og konkludere med at alt annet er fremmed og dermed farlig. Dette er slik naturlige drepeceller opererer. Det tilsvarer Skamfans som gjenkjenner Even og Isak på føflekkene som så vidt er synlige i klippet og så slår seg til ro med at Isak er sammen med en vi kjenner. Altså ingen grunn til å bekymre seg.

En annen strategi er å ha systemer for å kjenne igjen strukturer som normalt ikke finnes i kroppen, men som mikrober svært ofte benytter seg av. Det er slik makrofager oppdager bakterier, og dermed blir i stand til å varsle resten av immunsystemet om at det er fare på ferde. Dette er en ganske krevende øvelse, hvis utvalget fremmede er stort. Det tilsvarer at enhver Skamfan må kunne kjenne igjen enhver fremmed Tinderdate som Isak kunne ha vært sammen med i klippet. Helt urealistisk for Skam-fansen selvsagt, men faktisk en immunstrategi som alle flercellete organismer, inkludert oss, benytter seg av i en eller annen variant.

En tredje strategi er å være åpen for absolutt alle muligheter, men passe på å trene systemet slik at det bare reagerer når det blir endringer i det som er kjent. T-celler trenes opp i thymus til å skille mellom kroppens egne proteiner og alle andre. T-celler undersøker innholdet i gropa på HLA-molekyler, som finnes på overflaten av alle celler. Hvis T-cellene oppdager noe nytt, vil de kunne bli aktivert for at den mulige faren blir fjernet. Selv om vi har mange T-celler, kan hver T-celle bare reagere på noen få ulike fremmede proteiner. En T-celle som har gjenkjent et fremmed protein bundet til kroppens egne HLA-molekyler, vil derfor dele seg flere ganger, og i løpet av en tid gi opphav til en mengde kopier av seg selv, en såkalt klon. Vi får mange av akkurat den vi trenger. I Skamuniverset vil det tilsvare at én eller noen få Skamfans klarer å gjenkjenne (korrekt, får vi håpe) at Isak er sammen med en person forskjellig fra Even. På kort tid vil akkurat denne fansens stemme bli den dominerende i strømmen av meldinger om #Skam på sosiale medier, ved at meldingen retweetes og deles og dermed spres over alt.

Nå er det heldigvis bare to dager igjen, så er spekulasjonene over, og Skam sesong 3 fortsetter med nye klipp.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 12. november 2016

 

Django

Posted on by
2

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

Killers’ corner

Posted on by
Svar

The Wire er en av de beste TV-seriene som er laget. Livet blant narkolangere, politi og politikere i Baltimore klistret vår familie foran skjermen i 60 samfulle episoder. I en tilbakevendende scene ble langere som ikke hører til på et gatehjørne skutt av noen i en forbipasserende bil. Hvordan vet de at de rette blir tatt ut?

Dette er et grunnleggende spørsmål også for immunforsvaret. Hvem hører til, hvem er fremmed? En gruppe immunceller oppfører seg som narkobaronene i «the Wire»: Kjenner jeg deg ikke, skyter jeg deg. Disse cellene kalles karakteristisk nok naturlige drepeceller, eller NK-celler og regnes som en del av det medfødte immunforsvaret. De finnes hovedsakelig i blodet, og har som en viktig oppgave å drepe alle celler som ikke sikkert gjenkjennes som egne, friske celler.

NK-celler har mange ulike reseptorer på overflaten som brukes for å sjekke andre celler. Noen av disse reseptorene gir bremsesignaler, og sier «Nei, nei», andre gir gass og sier «Ja, ja». Det som styrer beslutningen om å drepe er summen av nei og ja signaler. Omtrent som en EU-avstemning altså. Så lenge nei-siden vinner, forholder NK-cellen seg rolig. Vinner ja-siden, går NK-cellen til angrep. NK-cellereseptorer som sier «nei» gjenkjenner HLA-klasse I molekyler på celleoverflatene. Alle kroppens celler som har de kjente og kjære HLA-molekylene på overflaten vil derfor stort sett være beskyttet mot NK-celle drap. Hva «ja»-reseptorene gjenkjenner er fortsatt dårlig forstått. Uansett er ja-reseptorene alltid litt aktive. Så hvis signalet fra nei-reseptorene faller bort, er ja-signalet tilstrekkelig til at NK-cellen dreper.

NK-celler får både ja- og NEI-signaler fra andre celler. Når en celle ikke gir NEI-signaler fordi HLA-klasse I molekyler mangler, er det så suspekt at NK-cellen dreper den.

Her er et eksempel på hvordan det kan foregå: et virus som infiserer en celle, vil normalt avsløre seg ved at peptider fra virusproteinene binder seg til HLA-klasse I molekyler på cellens overflate. Dette kan T-drepecellene oppdage, for deretter å drepe den virusinfiserte cellen. Fordi det er i virusets interesse å være mest mulig usynlig for immunforsvaret, har noen virus utviklet strategier for å skjule seg ved å hindre HLA-klasse I molekylene i å komme opp på celleoverflaten. Da kan ikke T-drepecellene oppdage at cellen er virusinfisert. Men mangler HLA-molekylene, vil ikke NK-cellene få stoppsignaler gjennom nei-reseptorene. Det får i stedet NK-cellene til drepe den virusinfiserte cellen. Slik trekker likevel immunforsvaret det lengste strået i kampen mot viruset.

Det var svenske Klas Kärre som først kom med den såkalte «missing self»-hypotesen for hvem NK-cellene dreper. På den tiden var russiske ubåter i den svenske skjærgården et problem. Kärres poeng var at for den svenske kystvakten er det tilstrekkelig å se det svenske flagget. En ubåt uten svensk flagg, er pr definisjon en fremmed (russisk) ubåt. Tilsvarende er det nok for NK-cellene at HLA-molekyler mangler, eller for Baltimores narkobaroner at noen langer narko på Killer’s corner i feil hettegenser. Konsekvensen er uansett dødelig for den det gjelder.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, skrevet 14. november 2012