Twee T-cellen vallen een kankercel aan (foto: Science)

Onderzoekers van het St.Judas-kinderziekenhuis en van het Fred Hutchinsonkanker-centrum, beide in de VS, hebben een programma ontwikkeld waarmee kan worden voorspeld hoe T-cellen antigenen herkennen. Antigenen zijn stoffen die wijzen op ziekteverwekkers waartegen het afweersysteem in actie moet komen. Met behulp van dat programma zouden onderzoekers beter in staat zijn het afweersysteem in stelling te brengen bij ziekte(aanstichter)s waarbij dat systeem in slaap wordt gesust zoals kanker of niet goed werkt zoals bij autoimmuunziektes en dergelijke.

Bepaalde afweercellen, T-cellen, hebben receptoren op hun membraan, waarmee ze antigenen kunnen herkennen. Als iemand ooit besmet is met een bepaald virus, bijvoorbeeld, dan zal dat altijd worden herkend aan de antigenen, waarna passende maatregelen worden genomen om de besmetting of infectie te bestrijden.
Er zijn veel verschillende receptoren mogelijk. Ieder mens zou er zo’n 100 miljoen kunnen hebben. Verschillende. Welke is afhankelijk de bedreigingen die de persoon in kwestie heeft ondergaan (met inbegrip van inentingen).
“Tot nu toe heeft die enorme diversiteit de indeling van T-celreceptoren in de weg gestaan”, zegt Paul Thomas van het St.Judas-kinderziekenhuis. “Dat heeft niet alleen het begrip van de antigeenherkenning in de weg gezeten, maar ook de mogelijkheid het afweersysteem weerbaarder te maken tegen nieuwe virussen of tumorcellen.”

“Met dit algoritme hebben we een systeem dat de kritische factoren voor T-celreceptoren identificeert die hetzelfde antigeen herkennen en hoe die wisselwerken. Dat vormt de basis voor het ontwerpen van receptoren die kanker of nieuwe virussen herkennen.”

Epitoop

Bij het opbouwen van het programma gebruikten de onderzoekers elementen die ontwikkeld waren om te bepalen hoe die receptoren een bepaald deel van het antigeen, de epitoop, te herkennen. Een virus of kankercel produceert meer epitopen. Elk epitoop komt voor rekening van T-cellen met toegesneden receptoren. Gespecialiseerde T-cellen, dus.
Het programma incorporeert ook TCRdist, dat onderzoekers gebruiken om de overeenkomsten en verschillen van T-celreceptoren mee te kunnen vinden. Met TCRdist kunnen wetenschappers ook receptoren aanwijzen die ’tippelen’ op dezelfde epitoop.

De onderzoekers oefenden het programma met behulp van 4600 T-celreceptoren. Vervolgens bleek het systeem in staat bij menselijk T-cellen in 81% en bij muizen in 78% van de gevallen de afweercellen op de juiste manier te koppelen met een van de tien virusepitopen. De oefengegevens waren afkomstig van muizen die besmet waren met het griep- of cytomegalovirus (onder meer verantwoordelijk voor de koortslip). De 32 menselijke proefpersonen waren besmet met het griep-, cytomegalo- of Epstein-Barrvirus. De epitoop van elke T-cel was eerder op een nogal omslachtige manier bepaald.

Bij muizen met griep bepaalde het programma met een nauwkeurigheid van 90% de griepepitopen die door de T-cellen herkend zouden worden. Thomas: “85% van de T-celreceptoren die juist werden toegeschreven werden voorheen niet geïdentificeerd. Dat toont de kracht van deze benadering aan.” De onderzoekers ontdekten ook dat T-cellen een soort ‘uitloperreceptoren’ hadden die het afweerssysteem helpen snel op nieuwe bedreigingen te reageren. Thomas schat dat 10% van de T-celreceptoren zulke ‘uitlopers’ zijn.

Bron: Science Daily