Immunsystemet er et av naturens mesterverk. Det er et utrolig komplekst forsvarsverk med masse våpen i arsenalet.
Vi begynner å få ganske god oversikt, men det er fremdeles mye vi ennå ikke vet om virkemåten. Kunnskapen om immunsystemet har også gitt oss teknologi og nye medisiner til å trene det opp og aktivere det i kampen mot patogener.
En rekke forsvarsverk
De aller fleste patogener som kan skade oss stoppes av det ytre forsvaret; huden og slimhinnene. En ytre festning som skal stoppe inntrengerne før de møter «soldatene» på innsiden. Huden og slimhinnene er bygget for å hindre at patogener slipper forbi. Selv ørsmå virus må finne seg å bli på utsiden av den friske og ugjennomtrengelige huden. Ganske utrolig egentlig så åpen huden er for svette, talg, hårvekst og andre gjennomføringer.
Samtidig er huden vertskap for et enormt antall nyttige bakterier, også kalt normalfloraen, som hjelper oss. Et eksempel er melkesyrebakterier som skiller ut melkesyre, som sammen med svette, er med på å redusere pH og danne et miljø som ikke er gunstig for andre bakterier og sopp.
Men vi har ikke hud overalt. Slimhinnene er en slags ytre overflate på innsiden av oss. I nese, øyne, svelg, mage og i tarmer har vi tynne hinner dekket av et slimlag som fanger og stopper patogener. Her pågår en kontinuerlig kjemisk krigføring mot patogenene.
Slimet inneholder blant annet antistoff som kan binde opp patogener og enzymet lysozym som svekker celleveggen til bakterier. Det har noen bakterier lært seg å unngå, og de kapsler seg inn for å komme gjennom det kjemiske forsvaret. Kroppen vår har også andre teknikker for å virke best mulig mot patogener. I luftveiene har vi små flimmerhår som formelig børster ut partikler og mikroorganismer.
Soldatene på innsiden
Huden og slimhinnene gjør alltid grovjobben, men det hender at smitte finner veien gjennom vår ytre barriere. Patogener kan komme gjennom sår i huden, eller inn gjennom nese eller munn helt ned til lungene og trenge gjennom slimhinnene.
Som vi vet veldig godt nå under Covid 19-pandemien hvor bare eksponering av dråper fra pusten fra smittede kan overføre koronaviruset. Det er nå alvoret starter. Fienden har brutt seg igjennom festningens barrierer og krigen starter med at immunforsvarets frontlinjesoldater, de vi med en samlebetegnelse kaller hvite blodlegemer, aktiveres og strømmer til infeksjonsstedet.
Dette er starten på en lokal betennelsesreaksjon som kan føre til utskillelse av pyrogener som går til hjernens «termostat» og «ber om» temperaturøkning. Kroppens temperatur skrues nå opp for å optimalisere krigen mot viruset, vi får det vi kaller feber.
Når vi er født er ikke immunsystemet ferdig utviklet. Heldigvis har vi det medfødte immunforsvaret. Her er blant annet makrofager, dendrittiske celler og naturlige dreperceller viktige våpen i kampen mot inntrengere. Makrofager og dendrittiske celler finner vi på innsiden av huden og i andre organer særlig rundt slimhinnene hvor de vokter på inntrengere.
Når de finner noen, blir de rett og slett spist. Celler har ingen munn, men de omslutter fremmedelementene med sin ytre membran og «sluker» dem gjennom den samme mekanismen alle celler bruker for å ta opp næring som ikke kan passere rett gjennom cellemembranen; endocytose. Inne i immuncellene brytes de ned av svært effektive enzymer.
Men disse immuncellene, og særlig de dendrittiske cellene, gjør mer enn det. Etter aktivt opptak av patogenet slutter de å spise. Så forlater de frontlinjen og drar til hovedkvarteret for å rapportere. Det vil si til en lymfeknute.
Det ervervede immunsystemet
I lymfeknuten møter makrofagene, og spesielt de dendrittiske cellene, immunceller fra det vi kaller det ervervede immunsystemet, eller andrelinjeforsvaret (ved første gangs infeksjon).
Såkalte antigener, eller små biter av «fienden», blir plukket ut, prosessert og lagt på en antenne (reseptor) på overflaten av cellemembranen. Denne typen overføring av «etteretnings»-informasjon er med på å trene opp en tøff gjeng med soldater anført av T-cellene til å gjenkjenne spesifikke patogener.
De er som små blekkspruter. De kommer seg gjennom de minste åpninger og speider rundt i hele kroppen på jakt etter fiender. De produseres av stamceller i benmargen, akkurat som dendritter og makrofager, men de er programmert på en annen måte.
Mens dendrittiske celler er veldig flinke til å presentere komponenter fra patogener til T-cellene, og makrofagene til å ta opp og ødelegge dem, er T-cellenes oppgave fordelt på to ulike celletyper; 1) T-dreperceller som direkte dreper virusinfiserte celler og 2) T-hjelperceller som utfører svært viktige støttefunksjoner, inkludert aktivering av B-celler.
B-celler
B-cellenes jobb er å lage antistoffer. Dette er svært viktige proteiner som fungerer som skreddersydde merkelapper som binder seg spesifikt på et patogen, eller en infisert celle.
Dette nøytraliserer patogenet og i tillegg blir det gjort tilgjengelige for «leiemorderne» i immunsystemet; makrofagene og naturlige dreperceller, som tar knekken på for eksempel virusinfiserte celler.
I starten av en infeksjon er det ikke nok B-celler som kan produsere det riktige antistoffet. Men det tar ikke mange dager før de har formert seg slik at bakterier, virus og andre uhumskheter er merket av antistoffene.
En type B-celler har som jobb å huske patogener som har kommet seg inn i kroppen. De er viktige for å få i gang produksjonen av antistoffer raskt neste gang de samme patogenene påtreffes. Heldigvis for oss kan vi «lure» slike B-hukommelsesceller ved å bruke vaksiner.
T-dreperceller
Når vi blir smittet med et aggressivt virus gjemmer de seg inne i kroppens celler for å reprodusere seg. Da må det ofte kraftigere lut til for å bekjempe dem. Da holder det ikke med kun T-hjelperceller, B-cellenes antistoff og makrofager.
Infiserte celler sender ut en slags sykmelding, et antigen, som legger seg på overflaten på samme type reseptor som de dendrittiske cellene har brukt for å trene T-drepercellene. Dette er informasjon om at den syke cellen må terminers sammen med innholdet. Slike beskjeder oppfattes av antigen-spesifikke T-dreperceller som borer seg inn i cellene og sprøyter inn enzymer som setter i gang programmert celledød.
Den infiserte cellen dreper seg selv og blir til fragmenter. Da blir innholdet tilgjengelig for makrofager som spiser opp restene fra både cellen og viruset. Makrofager og dendrittiske celler er fantastiske slukhalser. De kan spise flere ganger sitt eget overflateareal og vekt hvert døgn.
T-drepercellene er, som navnet indikerer, noen skikkelige mordere. Så ville er de at immunsystemet har heldigvis en egen type T-celler (T-regulatoriske celler) som demper «aggresjonen» etter at infeksjonen er nedkjempet. Ellers kan det føre til at T-cellene angriper celler de skal la være i fred. Immunsystemet er komplekst og må skille mellom venn og fiende. Av og til går det galt og vi får såkalte autoimmune lidelser som kan være ganske alvorlige.
I menneskets historie har vi overlevd en lang rekke fryktelige trusler fra ulike patogener. Svartedauden (bakteriepandemi) er kanskje den mest kjente. Du som leser dette, stammer fra fjerne slektinger som overlevde Svartedauen og relativt nære slektninger som overlevde spanskesyken (influensapandemi). Dette skal vi takke immunforsvaret for.
Trenger hjelp
Noen ganger har vi kjemisk-baserte medisiner som kan ta knekken på patogener. Vi har antibiotika mot bakterier og noen antivirale medisiner som gjør ryddejobben uten å bry immunsystemet.
Det betyr ikke at vi har gjort oss uavhengige av immunsystemet. Den aller mest effektive måten å forebygge alvorlige infeksjoner på er med vaksiner. Med vaksiner er vi i stand til å oppnå flokkimmunitet (herd immunity) og dette er uten tvil den mest kostnadseffektive og etiske måten for å bekjempe eller forebygge pandemier.
Vaksiner er et fantastisk biologisk, ikke kjemisk, «treningsopplegg» for kroppens immunforsvar. Immunsystemet lures fordi vaksinen mimikerer det «fremmede» antigenet tatt fra patogenet. Med andre ord: vaksinens jobb er å vise frem ufarlige biter av eller svekkede patogener til immunsystemet slik at det er godt trent til effektivt forsvar mot en eventuell «invasjon».
En person som er vaksinert mot koronaviruset (SARS-CoV-2) som forårsaker sykdommen Covid 19 har fått et trent immunsystem som er forberedt på en infeksjon. Det vil reagere veldig mye raskere mot akkurat dette koronaviruset og bekjempe det før det får summet seg og formert seg.
Immunsystemet til en som ikke er vaksinert vil reagere omtrent på samme måte, men det tar veldig mye lenger tid og for en høyere pris. I mellomtiden går infeksjonen sin gang og man blir syk. Hvor syk er avhengig av alder og andre ting, men som vi nå vet, et koronavirus ut av kontroll, kan føre til at alt for mange blir alvorlig syke og at noen dør.
RNA som bærer
Det at vi nå har så effektive mRNA-baserte vaksiner (bruk av RNA som koder for selve «spike», eller piggproteinene til SARS-CoV-2) mot Covid 19 kan man takke opprinnelig bioteknologisk grunnforskning for. Den gjorde RNA stabilt nok til å fungere som for eksempel en vaksine.
Teknologien som nå Pfizer/BioNTech og Moderna (Modified RNA) baserer seg på, ble utviklet så tidlig som på 90-tallet av den ungarske forskeren Katalin Kariko, som nå er senior vice president i BioNTech, og den amerikanske immunologen Drew Weissman, som har hatt Antony Fauci (USAs frontfigur mot koronaviruset) som mentor. Slikt lukter Nobelpris.
Forskningen gjorde at bioteknologi- og farmasiselskapene svært raskt kunne starte og utvikle koronavaksinen. mRNA-teknologien lover også godt for fremtidige kreftvaksiner. Det forskes intenst på å lage persontilpasset medisin som skreddersys etter analyse av mutasjonene i arvestoffet i den enkelte kreftsvulst.
Noen av disse kreftmutasjonene koder nemlig for «fremmede» proteiner (neoantigener) som skiller de fra friske celler og som immunforsvarets topptrente soldater, T-drepercellene, kan spore opp. Jo flere mekanismer og metoder vi finner for å trigge immunsystemet, jo bedre medisin kan vi utvikle.
Kilde: Cellebiologi og seniorforsker ved Institutt for kreftforskning ved OUS, dr. philos. Pål Kristian Selbo. Han samarbeider med PCI Biotech for å utvikle lys-baserte metoder for å øke effekten av vaksiner.
Artikkelen ble først publisert i Teknisk Ukeblads månedsmagasin.
