2BMLT Immunologie 2025-2026.pdf

# Overzicht van de immunologie en de componenten van het immuunsysteem Immunologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de bestrijding van lichaamsvreemde organismen en de onderscheiding tussen eigen en vreemd weefsel door het immuunsysteem [5](#page=5). ### 1.1 Geschiedenis van de immunologie De immunologie als wetenschap wordt toegeschreven aan Edward Jenner, die in 1796 de methode van vaccinatie beschreef door het gebruik van koepokken om bescherming te bieden tegen de pokken. Dit leidde uiteindelijk tot de wereldwijde uitroeiing van de pokkenziekte in 1979. Louis Pasteur toonde in de 19e eeuw het bestaan van micro-organismen aan en ontwikkelde methoden zoals pasteurisatie en diverse vaccins, waaronder die tegen kippencholera, miltvuur, erysipelas en hondsdolheid. Robert Koch introduceerde het concept van ziekteverwekkers en formuleerde de postulaten van Koch, die de basis vormen voor het vaststellen van een oorzakelijk verband tussen een ziekte en een micro-organisme. Elie Mechnikov ontdekte de fagocyterende cellen, macrofagen. Emil von Behring en Shibasaburo Kitasako ontdekten antilichamen en ontwikkelden serumtherapie, wat leidde tot de eerste Nobelprijs voor geneeskunde in 1901. Belangrijke Belgische bijdragen omvatten het werk van Joseph Denys over fagocyten en antilichamen, en Jules Bordet, die de Nobelprijs in 1919 ontving voor zijn onderzoek naar hemolytische sera en de identificatie van *Bordetella pertussis*. Andere Nobelprijswinnaars in de immunologie zijn Sir Frank Macfarlane Burnet en Peter Brian Medawar (immunologische tolerantie), Niels K. Jerne (immunologische controle), Joseph Murray en E. Donnall Thomas (beenmergtransplantatie), en Peter C. Doherty en Rolf M. Zinkernagel (celgemedieerde immuunrespons) [5](#page=5) [6](#page=6) [7](#page=7) [8](#page=8) [9](#page=9). ### 1.2 De belangrijkste componenten van het immuunsysteem Het immuunsysteem herkent lichaamsvreemde stoffen en organismen, waarbij macromoleculen waartegen het immuunsysteem reageert antigenen worden genoemd. Pathogenen kunnen mechanismen ontwikkelen om de aanvallen van het immuunsysteem te ontwijken. De cellen van het immuunsysteem ontstaan voornamelijk in het beenmerg uit de multipotente hematopoietische stamcel en worden onderverdeeld in lymfoïde en myeloïde cellen. Alle niet-erythrocyten worden witte bloedcellen of leukocyten genoemd [10](#page=10). #### 1.2.1 Lymfoïde cellen Lymfoïde cellen omvatten B-cellen, T-cellen en NK-cellen. Ze ontstaan in het beenmerg en differentiëren verder in de thymus (T-cellen) of het beenmerg (B-cellen). Ongeveer 10^9 nieuwe lymfocyten worden dagelijks gevormd, met 10^12 lymfoïde cellen in omloop [10](#page=10) [12](#page=12). * **B-cellen:** Differentiëren tot plasma­cellen die antilichamen produceren na contact met antigenen en met hulp van controlerende T-cellen [12](#page=12). * **T-cellen:** Fungeren als 'politieagenten' van het immuunsysteem met verschillende subtypen: * **Cytotoxische ('killer') T-cellen:** Doden viraal geïnfecteerde cellen [12](#page=12). * **Helper T-cellen:** Activeren B-cellen [12](#page=12). * **Inflammatoire T-cellen:** Activeren macrofagen [12](#page=12). * **Suppressor T-cellen:** Onderdrukken reacties tegen 'self' antigenen [13](#page=13). Geheugen T-cellen ontstaan na stimulatie en zorgen voor een snellere respons bij herinfectie, wat cruciaal is bij vaccinatie [13](#page=13). * **Natural Killer (NK) cellen:** Grote, granulaire lymfocyten die tumorcellen en viraal geïnfecteerde cellen nonspecifiek doden door het verlies van MHC-moleculen te herkennen. Ze doden met wapens zoals perforine of induceren apoptose. Ze worden ook wel 'null' cellen of 'non-B, non-T'-cellen genoemd omdat ze geen immunoglobulines of CD3-markers dragen [13](#page=13) [14](#page=14). * **Natural Killer T (NKT) cellen:** Bezitten eigenschappen van zowel T-cellen (een invariante T-cel receptor die CD1d herkent) als NK-cellen. Hun functie is nog onduidelijk, maar ze beïnvloeden de adaptieve immuunrespons en kunnen worden geactiveerd door galactosyl­ceramide [14](#page=14). #### 1.2.2 Myeloïde cellen in het bloed Myeloïde cellen in het bloed omvatten granulocyten, erythrocyten (rode bloedcellen), en megakaryocyten (producenten van bloedplaatjes). Ongeveer 80 miljoen granulocyten, ook wel polymorfonucleaire leukocyten (PMN's) genoemd, worden dagelijks geproduceerd [15](#page=15). * **Granulocyten:** * **Neutrofielen:** De meest talrijke leukocyten, essentieel in de eerste verdediging tegen bacteriële infecties door fagocytose. Ze worden aangetrokken door chemotactische factoren en zetten ontsteking in gang, maar presenteren geen antigenen [15](#page=15). * **Eosinofielen:** Fagocyterende cellen gespecialiseerd in de bestrijding van parasieten die herkend worden in complex met antilichamen. Een verhoogd aantal kan wijzen op een parasitaire ziekte, astma of hooikoorts [16](#page=16). * **Basofielen:** Schaarse granulocyten betrokken bij allergieën van type I hypersensitiviteit. Ze bezitten Fc-receptoren voor IgE-antilichamen en scheiden stoffen zoals heparine en histamine uit na binding van een antigen. Ze zijn qua functie analoog aan mastcellen in de weefsels [16](#page=16). * **Monocyten:** Cellen met een boonvormige kern die differentiëren tot macrofagen in de weefsels en immuunstimulerende componenten secreteren [17](#page=17). #### 1.2.3 Myeloïde cellen in de weefsels * **Macrofagen (M):** Differentiëren uit monocyten in de weefsels en zijn de belangrijkste fagocyterende cellen. Ze spelen een cruciale rol in antigenpresentatie aan T-cellen en worden geactiveerd door geopsoniseerde antigenen of cytokines zoals interferongamma. Actieve macrofagen produceren vrije radicalen en hydrolytische enzymen om pathogenen en debris te elimineren. Ze worden ook gevonden in specifieke locaties: histiocyten in bindweefsel, Langerhanscellen in de huid, alveolaire macrofagen in de longen, serosa macrofagen in darmwand/gewrichten, microglia in de hersenen, osteoclasten in het beenmerg, Kupffer cellen in de lever, en intraglomerulaire mesenchimale cellen in de nier. Macrofagen fungeren ook als 'scavengers' voor dode cellen en proteïnen. Ze vormen een kruispunt tussen het aangeboren en adaptieve immuunsysteem [18](#page=18) [19](#page=19). * **Mastcellen:** Cellendie zich in de huid en mucosa bevinden en bijdragen aan de immuunrespons tegen parasieten. Ze scheiden vasoactieve stoffen af zoals histamine en heparine, die de doorlaatbaarheid van bloedvaten verhogen en ontstekingen bevorderen. Ze bezitten ook Fc-receptoren voor IgE en induceren de synthese van prostaglandines en leukotrienes [20](#page=20). * **Dendritische cellen:** Neuron-achtige cellen met dendriet-achtige uitlopers die wijdverspreid zijn in het lichaam. Ze zijn de belangrijkste 'professionele' antigen-presenterende cellen, die antigenen uit weefsels naar de lymfeknopen brengen en naieve T-cellen kunnen activeren. Andere groepen zijn betrokken bij T-cel tolerantie in de thymus en stimulatie van B-cellen in secundaire lymfoïde organen. Follikulaire dendritische cellen (FDC's) bevinden zich in de primaire lymfoïde follikels en trekken B-cellen aan [21](#page=21). #### 1.2.4 Cytokines Cytokines zijn kleine proteïnen die fungeren als communicatiemiddel tussen cellen. Lymfokines en interleukines zijn specifieke typen cytokines geproduceerd door lymfocyten en leukocyten. Ze induceren gedragsveranderingen in doelwitcellen, zoals het activeren van macrofagen door interferongamma. Sommige cytokines werken als hormonen op afstand. Chemotactische cytokines, of chemokines, trekken leukocyten aan door chemotaxie [22](#page=22). * **Belangrijke soorten cytokines:** Interleukines (IL1, IL2,...), Tumor Necrosis Factor (TNFα, TNFβ), Interferonen (IFNα, IFNβ, IFNγ), en Chemokines [22](#page=22). * **Voorbeelden:** * Macrofagen scheiden TNFα en interleukines (IL-1, IL-6, IL-8, IL-12) uit die leiden tot infiltratie van leukocyten en verhoogde doorlaatbaarheid van bloedvaten [22](#page=22). * TNFα, IL-1 en IL-6 induceren koorts door de hypothalamus en starten een acute-fase respons in de lever, wat infectiebestrijding bevordert [22](#page=22). * Sommige TNF-moleculen zijn 'dood'-moleculen die apoptose induceren [22](#page=22). * **Chemokines:** Proteïnen die leukocyten aantrekken en activeren, onderverdeeld in vier subgroepen op basis van cysteïne residu's [23](#page=23): * **C chemokines:** Eén lid: lymfotactine [23](#page=23). * **C-C chemokines:** Chemoattractanten voor monocyten (bv. RANTES, MCP-1) en soms T-cellen en basofielen. RANTES, MCP-3 en eotaxine activeren eosinofielen en monocyten [23](#page=23). * **C-X-C chemokines:** Chemoattractanten voor neutrofielen (bv. IL-8, ENA-78) [23](#page=23). * **C-XXX-C chemokines:** Eén lid: fractalkine [23](#page=23). #### 1.2.5 Prostaglandines en leukotrienes Prostaglandines en leukotrienes zijn vetzuur-achtige, intracellulaire boodschappers afgeleid van arachidonzuur [25](#page=25). * **Leukotrienes:** Induceren sterke contractie van de bronchi, verhogen de doorlaatbaarheid van bloedvaten, trekken leukocyten aan en spelen een rol in ontsteking en anafylactische reacties [25](#page=25). * **Prostaglandines:** Veroorzaken contractie van glad spierweefsel, stimuleren pijnreceptoren en intensiveren het effect van histamine, wat bijdraagt aan ontsteking. De synthese van prostaglandines wordt geïnhibeerd door aspirine en andere niet-steroïde ontstekingsremmers [25](#page=25). --- # Antilichamen, het complementsysteem en MHC-moleculen Hier is een gedetailleerde studiegids over antilichamen, het complementsysteem en MHC-moleculen: ## 2. Antilichamen, het complementsysteem en MHC-moleculen Dit deel van de cursus behandelt de structuur en functie van antilichamen, de verschillende immunoglobulineklassen, de activatie en regulatie van het complementsysteem, en de structuur en functie van MHC-moleculen in antigenpresentatie. ### 2.1 Antilichamen en hun genen Antilichamen, ook wel immunoglobulines (Ig's) genoemd, zijn eiwitten die een cruciale rol spelen in de humorale immuniteit. Ze worden geproduceerd door geactiveerde B-cellen en zijn effectief tegen extracellulaire pathogenen en toxines [44](#page=44). #### 2.1.1 Structuur van antilichamen Een antilichaam is een Y-vormige molecule bestaande uit twee identieke zware polypeptideketens (ongeveer 50 kDa) en twee identieke lichte polypeptideketens (ongeveer 25 kDa). Deze ketens zijn met elkaar verbonden door zwavelbruggen (-S-S-). De zware ketens zijn op hun beurt aan elkaar verbonden door centrale zwavelbruggen, die een flexibel 'scharnier' vormen [45](#page=45). Zowel de lichte als de zware ketens bevatten constante (C) regio's met een vaste aminozuursequentie en variabele (V) regio's met variabele sequenties. De variabele regio's van de lichte en zware ketens komen aan de uiteinden van de Y-armen samen en vormen de antigen-bindende site [45](#page=45). Proteases kunnen antilichamen splitsen: * **Papaine:** Klieft boven de centrale zwavelbruggen, resulterend in een Fc-fragment (constant deel, kristalliseerbaar) en twee Fab-fragmenten (variabel deel, antigen-bindend) [45](#page=45). * **Pepsine:** Klieft onder de centrale zwavelbruggen, resulterend in een F(ab')₂-fragment (twee Fab-armen aan elkaar) en een afgebroken Fc-deel [45](#page=45). #### 2.1.2 Immunoglobuline domeinen Antilichaamketens bestaan uit 3D-structuren genaamd immunoglobuline-domeinen. Er zijn twee typen: V-domeinen (variabel) en C-domeinen (constant). Deze domeinen hebben een typische "ton-vormige" structuur, ook wel een $\beta$-barrel genoemd, bestaande uit twee helften verbonden door een zwavelbrug. Deze structuur wordt de "immunoglobulin-fold" genoemd. Veel moleculen in het immuunsysteem, zoals de T-cel receptor en MHC-antigenen, behoren tot de bredere immunoglobuline superfamilie [46](#page=46) [47](#page=47). #### 2.1.3 Ig Isotypes en hun functies Er zijn vijf immunoglobulineklassen (isotypes) die verschillen in hun zware ketens: IgM (mu, $\mu$), IgD (delta, $\delta$), IgG (gamma, $\gamma$), IgA (alfa, $\alpha$) en IgE (epsilon, $\epsilon$) (#page=44, 48) [44](#page=44) [48](#page=48). * **IgG:** Wordt onderverdeeld in IgG1, IgG2, IgG3 en IgG4. Meest voorkomend in serum (80%). Cruciaal voor passieve immuniteit via placentaire transmissie (via FcRn receptor). Activeert complement (behalve IgG4) en is betrokken bij opsonisatie en neutralisatie van toxines. Lange halfwaardetijd in bloed [48](#page=48) [51](#page=51). * **IgM:** Wordt snel gevormd tijdens een infectie, fungeert als alarmmolecule. Komt voornamelijk voor als pentameer in plasma (#page=48, 51). Kan geen placenta passeren vanwege het hoge moleculaire gewicht. Sterke activatie van complement, wat de belangrijkste effectorfunctie is [48](#page=48) [51](#page=51). * **IgA:** Komt voornamelijk voor in muceuze secreties (speeksel, melk, gastro-intestinaal, genitaal) en fungeert als secretoir Ig. Komt meestal voor als dimeer, gestabiliseerd door een J-keten (#page=49, 52). Ondergaat transcytose door epithelia via een poly-Ig receptor, waarbij de "secretorische component" wordt toegevoegd. Neutraliseert virussen, bacteriën en toxines voordat ze het lichaam binnendringen [49](#page=49) [52](#page=52). * **IgE:** Komt in extreem lage concentraties voor. Bindt aan Fc-receptoren op mastcellen, basofielen en eosinofielen (#page=50, 53). Bij binding aan een agens, veroorzaakt dit degranulatie van mastcellen met secretie van vasoactieve stoffen. Belangrijk voor afweer tegen parasitaire wormen, maar ook betrokken bij allergieën [50](#page=50) [53](#page=53). * **IgD:** Heeft geen bekende effectorfunctie, de rol is nog onduidelijk [53](#page=53). Verschillen tussen isotypes zijn gerelateerd aan het aantal zwavelbruggen, het aantal H-domeinen en de aanwezigheid en locatie van N-gekoppelde suikers [48](#page=48). #### 2.1.4 Isotype switching Na activatie kunnen B-cellen overgaan van IgM/IgD productie naar IgG, IgA of IgE productie, terwijl de antigen-specificiteit behouden blijft. Dit proces, genaamd "isotype switching", wordt gestimuleerd door cytokines van T-cellen [65](#page=65). #### 2.1.5 Interactie met antigen De antigen-bindende site van een antilichaam wordt gevormd door hypervariabele regio's, ook wel complementariteits-determinerende regio's (CDR's) genoemd. Drie CDR's op de lichte keten en drie op de zware keten vormen samen het antigen-bindende domein. De plaatsen op het antigen die door CDR's worden herkend, heten antigenische determinanten of epitopen [60](#page=60). De binding tussen antigen en antilichaam is reversibel en niet-covalent, en wordt tot stand gebracht door: * **Elektrostatische krachten:** Aantrekking tussen tegengestelde ladingen [60](#page=60). * **Waterstofbruggen:** Gedeelde waterstofatomen tussen elektronegatieve atomen [60](#page=60). * **Hydrofobe krachten:** Associatie van water-onoplosbare moleculen [60](#page=60). * **Van der Waals krachten:** Fluctuaties in elektronenwolken die zwakke dipolen creëren op korte afstand [61](#page=61). #### 2.1.6 Genereren van diversiteit De enorme diversiteit aan antilichamen (ca. $10^{11}$) wordt gegenereerd door genetische herschikking en hypermutatie tijdens de ontwikkeling van B-cellen (#page=61, 64) [61](#page=61) [64](#page=64). * **Lichte ketens:** Gecodeerd door V, J en C gensegmenten. Een V-segment combineert met een J-segment ("V-J joining"). Er zijn ca. 40 V, 5 J en 1 C segment voor de kappa () keten, en 30 V, 4 J en 4 C segmenten voor de lambda () keten [62](#page=62). * **Zware ketens:** Gecodeerd door V, D, J en C gensegmenten. Naast V-J combinaties, voegen D-segmenten extra diversiteit toe ("V-D-J joining"). Er zijn ca. 65 V, 27 D, 6 J segmenten en tientallen C-genen voor verschillende isotypes [63](#page=63). * **Hypermutatie:** Na antigenherkenning ondergaan V-regio's een verhoogde mutatiesnelheid, wat leidt tot antilichamen met hogere affiniteit voor het agens. B-cellen met betere antilichamen worden selectief gepromoveerd [64](#page=64). * **Onnauwkeurige recombinatie:** Kan leiden tot inserties of deleties van nucleotiden tijdens de V-J of V-D-J recombinatie [64](#page=64). * **Combinatie van zware en lichte ketens:** Verschillende combinaties van zware en lichte ketens vergroten de diversiteit [64](#page=64). #### 2.1.7 Nanobodies Kamelen en lama's produceren unieke antilichamen die alleen uit zware ketens bestaan (HC-antilichamen). Deze "nanobodies" zijn kleiner en eenvoudiger te produceren dan conventionele antilichamen en kunnen potentieel nuttig zijn voor medische toepassingen zoals diagnostiek en beeldvorming (#page=58, 59) [57](#page=57) [58](#page=58) [59](#page=59). ### 2.2 Het complementsysteem Het complementsysteem is een ensemble van ongeveer 30 eiwitten in het bloed die essentieel zijn voor zowel aangeboren als adaptieve humorale immuniteit. Het werd ontdekt als een hitte-gevoelige component die de werking van antilichamen "complementeert". De activiteit van het complementsysteem leidt tot verhoogde opsonisatie, directe celdood van pathogenen en aantrekking van immuuncellen [66](#page=66). #### 2.2.1 Complement activatie Er zijn drie hoofdroutes voor complementactivatie: 1. **Klassieke route:** Geactiveerd door IgM of IgG gebonden aan een pathogeen [66](#page=66). 2. **Alternatieve route:** Geactiveerd door het oppervlak van sommige pathogenen zelf, onafhankelijk van antilichamen (onderdeel van aangeboren immuniteit) [66](#page=66). 3. **MB-lectine route (Mannose-bindende lectine route):** Geactiveerd door de binding van mannan-bindende lectines aan mannose residuen op bacteriën (#page=65, 70) [65](#page=65) [70](#page=70). #### 2.2.2 De klassieke activatieroute * **Vroege fase:** C1 (een complex van C1q, C1r, C1s) bindt aan het antigen-antilichaam complex via C1q. C1r activeert C1s, een serine protease [67](#page=67). * **C1s activiteit:** * Klieft C4 in C4a en C4b. C4b bindt covalent aan het pathogeen [67](#page=67). * Klieft C2 in C2a en C2b. C2a is ook een serine protease [67](#page=67). * **C3 convertase:** Het complex C4b2a op het pathogeen vormt het C3 convertase [67](#page=67). * **Late fase:** Het C3 convertase klieft massaal C3 in C3a (ontstekingsmediator) en C3b (bindt covalent aan pathogeen, opsonine) [68](#page=68). * **Vorming van het membraan-aanvalscomplex (MAC):** C3b associeert met C4b en C2a. Dit complex bindt C5, dat wordt geklieft door C2b tot C5b (grootste fragment) en C5a (inflammatoire peptide). C5b vormt sequentieel een complex met C6, C7 en C8. Uiteindelijk polymeriseren 10-16 C9 moleculen rond dit complex, wat een kanaal vormt in de celwand van het pathogeen. Dit leidt tot verlies van de protongradiënt, penetratie van enzymen en celdood [68](#page=68). #### 2.2.3 Effecten van inflammatoire peptiden (C3a, C4a, C5a) Deze peptiden fungeren als anafylatoxines, die: * Verhoogde doorlaatbaarheid van bloedvaten veroorzaken [69](#page=69). * Aanvoer van immuuncomponenten stimuleren [69](#page=69). * Mastcellen degranuleren, wat leidt tot inflammatie en mogelijk anafylactische shock [69](#page=69). #### 2.2.4 Regulatie van de complementcascade Strikte controle is essentieel om schade aan eigen cellen te voorkomen. * **C1-inhibitor (C1-INH):** Dissocieert C1q van C1r-C1s, wat de spontane activatie van C1 beperkt. Een tekort hieraan kan leiden tot "angioneurotisch oedeem" [69](#page=69). * **Decay Accelerating Factor (DAF):** Voorkomt de vorming van het C3 convertase complex door C2a uit het complex te verwijderen. Deficiëntie of verkeerde lokalisatie van DAF kan leiden tot paroxismale nachtelijke hemoglobinurie (PNH), waarbij complement eigen rode bloedcellen lyseert. Eculizumab is een antilichaam dat C5 remt en gebruikt wordt als therapie [69](#page=69) [70](#page=70). #### 2.2.5 De "alternatieve" complement route Dit is waarschijnlijk de oudste route en maakt deel uit van de aangeboren immuniteit [70](#page=70). * Begint met spontane omzetting van C3 tot C3b in het bloed [70](#page=70). * C3b bindt covalent aan het pathogeen (indien aanwezig) [70](#page=70). * C3b bindt factor B, die door factor D wordt omgezet in Ba en Bb [70](#page=70). * Het complex C3bBb vormt een C3 convertase [70](#page=70). * Factor P (Properdine) kan aan dit complex binden [70](#page=70). * Leidt tot massale C3b en C3a productie, met de bekende gevolgen voor het pathogeen [70](#page=70). * C1-INH remt de C3-convertase vorming op eigen cellen [70](#page=70). #### 2.2.6 De MB-lectine activatie route Mannan-bindende lectines (MB-lectines) binden aan mannose residuen op pathogenen en induceren via C2 en C4 een C3 convertase activiteit [70](#page=70). ### 2.3 MHC moleculen en hun genen MHC (Major Histocompatibility Complex) moleculen spelen een centrale rol in antigenpresentatie en de herkenning van "self" versus "non-self". Bij mensen worden ze Humane Leukocyten Antigenen (HLA) genoemd [72](#page=72). #### 2.3.1 Structuur van Klasse I MHC moleculen MHC-I moleculen bestaan uit een $\alpha$-keten die niet-covalent gebonden is aan $\beta$₂-microglobuline. De $\alpha$-keten heeft een transmembraandomein. De $\alpha$1 en $\alpha$2 domeinen vormen een "kloof" waarin kleine peptiden (ca. 10 aminozuren) kunnen binden [72](#page=72). #### 2.3.2 Structuur van MHC klasse II moleculen MHC-II moleculen bestaan uit een $\alpha$- en een $\beta$-keten, beide met transmembraandomeinen. Ze presenteren iets grotere peptiden (≥ 13 residu's). De structuur van de peptide-bindende kloof is analoog aan die van MHC-I ( $\beta$-sheet bodem, $\alpha$-helixen wanden) [73](#page=73). #### 2.3.3 Functie van MHC-I moleculen MHC-I moleculen transporteren peptiden uit het cytosol naar het celoppervlak [73](#page=73). * Peptiden ontstaan in het cytosol door het proteasoom [73](#page=73). * Deze peptiden komen in het ER terecht via Transporters Associated with Antigen Processing (TAP's) [73](#page=73). * MHC-I presenteert dus de interne staat van de cel. Virus-geïnfecteerde cellen worden herkenbaar voor T-cellen door de presentatie van virale peptiden op MHC-I [73](#page=73). #### 2.3.4 Functie van MHC-II moleculen MHC-II moleculen pikken peptiden op in endocytotische vesikels en transporteren deze naar het celoppervlak. Ze presenteren dus antigenen die de cel heeft opgenomen via endocytose (bv. bacteriën) [74](#page=74). * Peptiden worden in de vesikels gegenereerd door endosomale en lysosomale proteasen, zoals cathepsines [74](#page=74). * Tijdens de synthese in het ER associëren MHC-II moleculen met een "invariante keten" (Ii) die peptidebinding voorkomt. In de vesikels wordt Ii afgebroken, maar veel MHC-II moleculen blijven zonder peptide [74](#page=74). #### 2.3.5 Expressie van MHC moleculen MHC klasse I wordt op vrijwel alle cellen uitgedrukt, terwijl MHC klasse II voornamelijk op antigen-presenterende cellen (APC's) zoals B-cellen, macrofagen en dendritische cellen wordt gevonden [75](#page=75). #### 2.3.6 MHC genen De MHC-genen bevinden zich op chromosoom 6 [72](#page=72). * **MHC klasse I:** Gecodeerd door 3 genen (A, B, C) [76](#page=76). * **MHC klasse II:** Gecodeerd door 7 genen voor $\alpha$- en $\beta$-ketens (DP, DQ, DR) [76](#page=76). * **MHC klasse III:** Omvat genen voor o.a. complementfactoren en TNF [76](#page=76). Ook genen voor proteasoom-eiwitten en TAP-transporters bevinden zich in het MHC-complex [76](#page=76). #### 2.3.7 MHC genen in het individu en de populatie Individuen hebben een haplotype van elke ouder, wat resulteert in een grote diversiteit aan MHC-moleculen per cel (ca. 6x MHC-I en 8x MHC-II). MHC-genen zijn polymorf, met honderden allelen per locus in de populatie. Dit hoge polymorfisme is cruciaal voor de overlevingskansen van de soort, omdat het de kans op immuniteit tegen diverse pathogenen vergroot. Het verklaart ook de afstoting bij orgaantransplantaties, aangezien MHC-moleculen van een ander individu als "vreemd" worden herkend [77](#page=77). #### 2.3.8 T-cel eliminatie en MHC-polygenie Een hoog polymorfisme (veel allelen in de populatie) is gunstig voor de soort, terwijl polygenie (veel genen voor MHC-moleculen in één individu) gunstig is voor het individu. Een toename van het aantal MHC-varianten in een individu zou leiden tot de eliminatie van een groot deel van het T-cel repertoire in de thymus, wat de immuniteit nadelig zou beïnvloeden [78](#page=78). #### 2.3.9 MHC en lichaamsgeur MHC-moleculen spelen een rol in de herkenning van partners met genetisch verschillende MHC-allelen, wat wordt gemedieerd via lichaamsgeur. Dit bevordert genetische diversiteit bij nageslacht en voorkomt inteelt [78](#page=78). #### 2.3.10 HLA typering HLA-antigenen worden opgespoord met behulp van allosera (sera met antilichamen gericht tegen specifieke HLA-allotypen) of via gemengde lymfocytenreacties, biochemische of genetische testen [79](#page=79). --- # T-celreceptoren, immunologische technieken en de uitdagingen van AIDS Dit onderwerp behandelt de complexe interactie tussen T-cellen en antigenen, de ontwikkeling van T-cellen in de thymus, de methoden voor het opsporen van antigenen en antilichamen, en de impact van HIV op het immuunsysteem. ## 5. Antigenherkenning door T-cellen T-cellen (T-lymfocyten) herkennen antigenen via hun T-cel receptor (TCR). In tegenstelling tot B-cellen, die antilichamen produceren, herkennen T-cellen antigenen niet in hun native vorm, maar altijd in associatie met MHC-moleculen. Dit mechanisme is cruciaal voor het bestrijden van intracellulaire pathogenen, waar antilichamen minder effectief zijn [80](#page=80). ### 5.1 Structuur van de TCR De TCR vertoont structurele gelijkenissen met het Fab-gedeelte van een antilichaam en is aan het celmembraan gebonden. Het bestaat uit twee polypeptiden, alfa ($\alpha$) en bèta ($\beta$), die elk een variabel (V) en een constant (C) immunoglobulinedomein bevatten en door een disulfidebrug aan elkaar verbonden zijn. Belangrijke verschillen met de B-cel receptor zijn de monovalente aard van de TCR (één antigen-bindend domein) en het ontbreken van een secreteerbare vorm. Elke T-cel drukt naar schatting 30.000 TCR's uit op zijn membraan [80](#page=80). ### 5.2 TCR genen De genen die coderen voor de TCR zijn analoog aan die van immunoglobulinen (Ig). De $\alpha$-keten wordt gevormd door V- en J-segmenten, terwijl de $\beta$-keten V-, D- en J-segmenten gebruikt. Het aantal C-domeinen is echter beperkter, aangezien deze een minder prominente rol spelen in de TCR-functie vergeleken met antilichamen. Hypermutatie, een mechanisme dat de specificiteit van antilichamen verhoogt, komt bij TCR-genen niet voor, mogelijk omdat de natuurlijke ligand (MHC) al "self" herkent en het risico op autoreactiviteit door mutatie te groot is. De collectie J-segmenten is aanzienlijk groter dan bij Ig-genen: 61 voor $\alpha$ en 13 voor $\beta$. De J-segmenten zijn cruciaal voor de CDR3-regio, die direct aan het peptide bindt [81](#page=81). ### 5.3 Superantigenen Superantigenen zijn antigenen die een brede reeks T-cellen kunnen activeren, niet door passage door de MHC-kloof, maar door directe binding aan de MHC-molecule. Bacteriële superantigenen, zoals *Staphylococcus enterotoxin b*, binden aan zowel MHC klasse II als de V$\beta$ CDR2-regio van de TCR. Virale superantigenen binden mogelijk aan de hypervariabele HV4-regio van de TCR. Dit leidt tot massale activatie van vooral CD4 T-cellen (tot wel 20%), overmatige cytokineproductie, en suppressie van de adaptieve immuunrespons, wat ten goede komt aan het pathogeen [81](#page=81). ### 5.4 De opvoeding van T-cellen T-cellen ontwikkelen zich in het beenmerg, maar migreren voor hun "opleiding" naar de thymus. Slechts ongeveer 2% van de dagelijks geproduceerde jonge T-cellen overleeft dit strenge selectieproces in de thymus. De thymocyten leren twee essentiële dingen [82](#page=82): 1. **MHC-moleculen herkennen:** Een proces van positieve selectie in de cortex, waarbij cellen die MHC herkennen, overleven. Cellen die geen MHC herkennen, sterven door apoptose [82](#page=82). 2. **Self-tolerantie ontwikkelen:** Nieuwe TCR's mogen geen associaties van MHC-moleculen met eigen peptiden herkennen. Dit is een negatieve selectie in de medulla, waarbij cellen die "self" herkennen, door apoptose worden geëlimineerd [82](#page=82). Het nettoresultaat is dat de overlevende T-cellen "self"-tolerant zijn en MHC-restrictie vertonen, wat betekent dat ze vreemde antigenen alleen in associatie met eigen MHC-moleculen herkennen [82](#page=82). > **Tip:** De thymus functioneert als een "politiebureau" voor T-cellen, waar ze worden getraind om 'goede' (vreemde antigenen in MHC-context) en 'slechte' (self-antigenen in MHC-context) te onderscheiden. De differentiatie duurt ongeveer drie weken. Thymectomie bij pasgeboren muizen leidt tot ernstige immunodeficiënties. Het DiGeorge syndroom bij mensen is een voorbeeld van een ernstige immuundeficiëntie door defecte thymusontwikkeling [83](#page=83). ### 5.5 Clusters van Differentiatie Tijdens hun migratie door de thymus veranderen T-cellen hun oppervlaktemoleculen, gedefinieerd als Clusters of Differentiation (CD-moleculen). Thymocyten beginnen als "dubbel negatieven" (geen CD4 of CD8) en vaak ook "tripel negatieven" (geen CD3). Sommige ontwikkelen zich tot "gamma-delta" T-cellen. De meeste evolueren echter naar $\alpha:\beta$ T-cellen die CD3, CD4 en CD8 uitdrukken. CD4+ CD8+ T-cellen die self-MHC niet herkennen, sterven door apoptose. Cellen die MHC herkennen, differentiëren verder tot [85](#page=85): * **CD4+ cellen:** Indien ze MHC klasse II herkennen [86](#page=86). * **CD8+ cellen:** Indien ze MHC klasse I herkennen [86](#page=86). ### 5.6 T cel-gemedieerde cytotoxiciteit Voor de bestrijding van intracellulaire pathogenen (virussen, eencelligen) zijn cytotoxische T-cellen (CD8+-positieve T-cellen) essentieel. Zij herkennen doelwitcellen via MHC klasse I-moleculen en beschikken over twee soorten wapens: apoptose-inducerende en lyse-inducerende mechanismen [86](#page=86). #### 5.6.1 Apoptose Apoptose, of geprogrammeerde celdood, is een normaal proces in meercellige organismen. Geactiveerde CD8 T-cellen en CD4 TH1-cellen drukken de Fas-ligand uit. Bij herkenning van een vreemd peptide/MHC-I combinatie bindt de Fas-ligand aan de Fas-receptor op de doelwitcel, wat een cascade van caspases activeert. Caspases zijn cysteïneproteases die leiden tot DNA-fragmentatie en celdood [87](#page=87). #### 5.6.2 Directe celdood door lyse Het "jachtgeweer" van de killer T-cel zijn proteïnen zoals perforine en granzymen, opgeslagen in lytische granules. Na activatie polymeriseren perforines in het membraan van de doelwitcel, waardoor poriën ontstaan die leiden tot osmotisch evenwichtverlies en cellysis. Granzymen kunnen via deze poriën binnendringen en caspases activeren, wat eveneens apoptose induceert [88](#page=88). ### 5.7 Gewapende CD4 TH1 cellen CD4 TH1-cellen spelen een cruciale rol bij het bestrijden van intracellulaire pathogenen zoals *Mycobacterium leprae* en *M. tuberculosis*, die zich in macrofagen nestelen. Deze pathogenen remmen de fusie van endosomen met lysosomen en lysosomale acidificatie. CD4 T-cellen herkennen MHC klasse II-peptide combinaties op macrofagen en secreteren IFN-$\gamma$, wat de macrofaag activeert. Dit leidt tot antimicrobiële mechanismen, maar kan ook weefselbeschadiging veroorzaken. Geactiveerde CD4 TH1-cellen doden ook chronisch geïnfecteerde macrofagen, secreteren factoren voor macrofaagdifferentiatie en activeren endotheelcellen [88](#page=88) [89](#page=89). ## 6. Het immuunsysteem voor verbetering vatbaar - AIDS Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) wordt veroorzaakt door het Humaan Immunodeficiëntie Virus (HIV), een retrovirus ontdekt in 1983. HIV inactiveert het immuunsysteem ernstig, leidend tot een verworven immuundeficiëntie [90](#page=90). ### 6.1 De ziekte AIDS HIV-infectie leidt na een asymptomatische fase tot verhoogde gevoeligheid voor opportunistische pathogenen en bepaalde kankers. Er zijn twee belangrijke HIV-serotypen: type 1 (wereldwijd) en type 2 (vooral in West-Afrika en India). De infectie vindt plaats via seksueel contact, gecontamineerde naalden, bloed-bloed contact, en van moeder op kind [90](#page=90). De progressie van HIV-infectie verloopt typisch als volgt: * **Primaire infectie:** Meestal asymptomatisch, mogelijk met griepachtige symptomen en een acute viremie met een daling van CD4 T-cellen. Het immuunsysteem reageert met antilichamen en CD8 T-cellen [90](#page=90). * **Latente fase:** Een periode van ongeveer tien jaar zonder ziekte, met persistente virusreplicatie (vooral in lymfeknopen) en een geleidelijke daling van CD4 cellen [91](#page=91). * **AIDS-gerelateerd complex (ARC):** Wanneer het aantal CD4 T-cellen onder 500 cellen/µl daalt, treden persistente opportunistische infecties op [91](#page=91). * **"Full blown" AIDS:** Bij minder dan 200 CD4 T-cellen/µl, waarbij patiënten bezwijken aan opportunistische infecties, tuberculose en kanker [91](#page=91). HIV repliceert initieel in macrofagen en dendritische cellen, daarna meer in CD4 T-cellen. Vrij virus is aanwezig in bloed, sperma, vaginaal vocht en melk [90](#page=90). ### 6.2 Het HIV virus HIV behoort tot de lentivirussen, langzaam replicerende retrovirussen. Na infectie wordt het RNA-genoom omgezet naar DNA door reverse transcriptase en geïntegreerd in het gastheergenoom (provirus). Deze integratie is een fatale, onomkeerbare stap. Het geïntegreerde provirus wordt getranscribeerd naar RNA, waarvan nieuwe virions worden geassembleerd. Een HIV-virion bevat twee RNA-moleculen, enzymen (integrase, protease, reverse transcriptase) en is omgeven door een lipidenmembraan [91](#page=91). ### 6.3 HIV receptoren en HIV tropisme Binding van het virion aan de cel vindt plaats via het mantelproteïne gp120, dat bindt aan de CD4-receptor op T-cellen, dendritische cellen en macrofagen. Naast CD4 is een co-receptor nodig [92](#page=92): * **CCR5:** Een receptor voor "CC" chemokinen (zoals RANTES en MIP's) op dendritische cellen, macrofagen en T-cellen [92](#page=92). * **CXCR4:** Een receptor voor alfa (CXC) chemokinen (zoals Stromal-cell-derived-factor-1) op T-cellen [92](#page=92). Na binding aan CD4 en de co-receptor fuseert het virale membraan met de celmembraan, waarbij gp41 een rol speelt. Dit mechanisme verklaart waarom bepaalde HIV-varianten specifieke celtypen kunnen infecteren [92](#page=92). ### 6.4 Macrofaag-tropische HIV varianten (M$\Phi$-HIV) Deze varianten infecteren primair monocyten, macrofagen en dendritische cellen, en starten vaak de infectie. Ze vereisen lage aantallen CD4-receptoren en de CCR5-co-receptor. Deze varianten infecteren T-cellijnen niet *in vitro* en de geïnfecteerde macrofagen gaan niet onmiddellijk dood. Seksueel overdraagbare aandoeningen kunnen de infectiekans verhogen door de accumulatie van macrofagen en dendritische cellen in de mucosa [93](#page=93). ### 6.5 Lymfocyte-tropische HIV varianten Deze varianten, die bij de helft van de patiënten laat in de infectie verschijnen, leiden tot een snelle progressie naar AIDS. Ze vereisen hoge aantallen CD4-receptoren en gebruiken CXCR4 als co-receptor, waardoor ze T-cellijnen *in vitro* kunnen infecteren [93](#page=93). ### 6.6 HIV resistentie Sommige mensen zijn resistent tegen HIV, waaronder individuen met een overproductie van RANTES/MIPs of een defect in het CCR5-gen (vaker voorkomend bij de Kaukasische bevolking). Deze bevindingen openen deuren voor nieuwe therapieën, aangezien RANTES en het chemokine I-309 *in vitro* HIV-infectie kunnen remmen [93](#page=93). ### 6.7 Integratie en activatie van HIV in CD4+ cellen Na het binnendringen kopieert reverse transcriptase het virale RNA naar cDNA, dat integreert in het gastheergenoom als provirus. Het HIV-genoom bevat LTR-sequenties voor integratie en transcriptie, *gag*-genen voor nucleocapside-proteïnen, *pol*-genen voor replicatie-enzymen, en *env*-genen voor de virale mantel. Ironisch genoeg wordt HIV geactiveerd wanneer een CD4-cel geactiveerd wordt; de cellulaire transcriptiefactor NF-$\kappa$B induceert transcriptie van het HIV-genoom. HIV codeert voor een protease dat essentiële virale polyproteïnen klieft [94](#page=94). ### 6.8 Het probleem van antivirale therapie Antivirale therapieën richten zich op reverse transcriptase en virale proteases. Cocktailtherapieën kunnen virale RNA-niveaus in plasma sterk reduceren en CD4-cel aantallen doen stijgen. Echter, latente HIV-genomen blijven bestaan. Het RNA-genoom van HIV muteert snel door het ontbreken van DNA-herstelsystemen. Dit leidt tot de productie van miljarden mutanten per dag, waardoor resistente stammen ontstaan. Combinatietherapieën verminderen de kans op resistentie, maar het probleem is niet fundamenteel opgelost [95](#page=95). ### 6.9 Waarom faalt het immuunsysteem? Ondanks initiële controle door antilichamen, cytotoxische T-lymfocyten en TH1-cellen, faalt het immuunsysteem door: 1. **Directe aantasting:** CD4 T-cellen sterven als direct gevolg van de HIV-infectie [96](#page=96). 2. **Auto-destructie:** Cytotoxische T-cellen doden ook geïnfecteerde CD4-cellen. De binding van CD4/gp120 kan ook aggregatie van CD4 induceren, leidend tot apoptose [96](#page=96). 3. **Hoge mutatiesnelheid:** Voortdurende mutatie van het virus leidt tot onherkenbare peptiden door T-cellen, of tot peptiden die inactivatie van T-cellen veroorzaken [96](#page=96). ### 6.10 Waarom nog steeds geen HIV vaccin? De belangrijkste obstakels voor een HIV-vaccin zijn: * **Virusmutatie:** Het virus muteert zo snel dat een cocktail-vaccin nodig zou zijn, wat in de praktijk moeilijk te realiseren is [97](#page=97). * **Viremie:** Het virus kan snel latent worden, waardoor het mogelijk is dat het niet effectief wordt bestreden vóór integratie [97](#page=97). * **Type immuniteit:** Het is onduidelijk welk type immuniteit (antilichamen, Tc-cellen, beide) vereist is. Een levend verzwakt vaccin zou effectieve Tc-immuniteit kunnen opwekken, maar brengt risico's met zich mee. Mucosale immuniteit (IgA) is cruciaal voor de ingangspoort van het virus, maar is moeilijk te induceren met geïnjecteerde vaccins. Subeenheidvaccins, zoals gp120-peptiden, bieden slechts stam-specifieke bescherming en een gebrek aan Tc-respons [97](#page=97). ### 6.11 Preventie, ons enige wapen Gezien het ontbreken van effectieve therapieën en vaccins, is preventie de enige strategie. Dit omvat het vermijden van contact met geïnfecteerd lichaamsvocht, veilig seksueel contact, en het vermijden van gedeelde naalden. Maatschappelijk belang ligt in het beperken van de verspreiding, aangezien AIDS-patiënten een reservoir vormen voor pathogenen die kunnen muteren en zich aanpassen. Testen van risicopopulaties en bescherming van seropositieven via confidentialiteit en wetgeving zijn essentieel [98](#page=98). ## 7. Enkele Immunologische technieken Deze sectie beschrijft diverse technieken die worden gebruikt om antigenen, antilichamen en celpopulaties te detecteren, kwantificeren en analyseren. ### 7.1 Immunisatie Immunisatie is de doelbewuste inductie van een immuunrespons door het injecteren van een antigen. De aard van de respons hangt af van de methode, dosis en injectieplaats. Een stof die een immuunrespons uitlokt, heet een immunogen [99](#page=99). #### 7.1.1 Antigen versus immunogen Een antigen kan binden aan een antilichaam, maar is niet altijd immunogeen. Kleine moleculen (haptenen) worden pas immunogeen wanneer ze gebonden zijn aan een dragerproteïne. Alle immunogenen zijn antigenen, maar niet alle antigenen zijn immunogenen [100](#page=100) [99](#page=99). #### 7.1.2 Immunogeniciteit van proteïnen Proteïnen zijn doorgaans sterk immunogeen omdat T-cellen peptiden in associatie met MHC presenteren aan B-cellen. De immunogeniciteit van proteïnen wordt beïnvloed door factoren zoals grootte, dosis, toedieningsroute, aggregatietoestand, denaturatiegraad, verschil met "self" antigenen, aanwezigheid van bacteriën, en interactie met MHC-moleculen [100](#page=100). #### 7.1.3 Adjuvantia Adjuvantia zijn stoffen die de immunogeniciteit van antigenen verhogen zonder er direct aan te binden. Ze werken door aggregatie van het immunogen, emulsificatie in oliën, adsorptie aan dragers (zoals Al(OH)$_3$), of door bacteriële componenten die de activatie van antigen-presenterende cellen versterken. Bekende adjuvantia zijn onder andere incomplete en complete Freund's adjuvans, Alhydrogel, en ISCOM's . ### 7.2 Polyclonale sera Polyclonale sera bevatten een mengsel van antilichamen van verschillende B-cel klonen, die antigenen op enigszins verschillende manieren kunnen binden. Ze kunnen echter ook kruisreacties vertonen met andere moleculen . > **Tip:** Adequate controles zijn essentieel bij immunologische testen om kruisreacties te identificeren en de betrouwbaarheid van resultaten te waarborgen . ### 7.3 Monoclonale antilichamen Monoclonale antilichamen zijn een homogene populatie antilichamen die allemaal dezelfde epitoop herkennen. Ze worden geproduceerd met behulp van de hybridoma-technologie . #### 7.3.1 Hybridoma technologie Deze technologie, ontwikkeld door Köhler en Milstein, fuseert geïmmuniseerde B-cellen met gemuteerde myeloomcellen (plasmacytoomcellen). De resulterende hybridoma's combineren de antilichaam-productie van B-cellen met de immortaliteit van myeloomcellen. Selectie in HAT-medium (Hypoxanthine, Aminopterine, Thymidine) isoleert de hybride plasmacel-myeloomcellen. Deze klonen worden vervolgens getest op de gewenste antilichaamspecificiteit . #### 7.3.2 Polyclonaal versus monoclonaal serum Monoclonale sera bieden voordelen op het gebied van specificiteit en standaardisatie, aangezien ze afkomstig zijn van een enkele celkloon. Polyclonale sera zijn moeilijker te standaardiseren vanwege variabiliteit tussen dieren. Polyclonale sera blijven echter nuttig in situaties die hoge antilichaamtiters vereisen (bv. neutralisatie van levende vaccins) of bij antigenen met natuurlijke variabiliteit (bv. RNA-virussen) . ### 7.4 Precipitatie- en agglutinatietesten Deze testen maken gebruik van de vorming van antigen-antilichaamcomplexen om antigenen of antilichamen te detecteren . #### 7.4.1 Principe * **Precipitatie:** Vorming van een zichtbaar complex tussen in oplossing zijnde antigenen en antilichamen. De hoeveelheid neerslag varieert met de concentratie van antigen en antilichaam, en bereikt een maximum bij de equivalentiezone . * **Agglutinatie:** Samklonteren van antigenen die in suspensie zijn, zoals cellen. Antilichamen kunnen ook gekoppeld worden aan deeltjes (bv. latex) om agglutinatie te induceren . Bekende toepassingen zijn de bepaling van bloedgroepen (AB0, rhesus) serotypering van bacteriën, en detectie van zwangerschapshormoon hCG . #### 7.4.2 De Coombs test: het opsporen van de rhesus-factor De Coombs-test detecteert anti-Rh-antilichamen die gebonden zijn aan rode bloedcellen. Door toevoeging van antilichamen tegen humane immunoglobulinen (secundaire antilichamen) wordt agglutinatie geïnduceerd. De directe Coombs test meet antilichamen op foetale rode bloedcellen, terwijl de indirecte test maternale antilichamen in serum meet . #### 7.4.3 Een zwangerschapstest: detectie van hCG Zwangerschapstesten maken gebruik van latexdeeltjes gecoat met antilichamen tegen de $\beta$-keten en een conformationele epitoop van humaan Chorion Gonadotropine (hCG). Bij zwangerschap bindt hCG aan beide typen deeltjes, wat agglutinatie veroorzaakt . ### 7.5 Enzyme-linked Immune Sorbent Assay (ELISA) ELISA is een zeer performante en veelgebruikte immunologische techniek die specificiteit van antilichamen combineert met de gevoeligheid van enzymatische reacties. De test is kwantitatief en kan worden gebruikt om antigenen of antilichamen te doseren . #### 7.5.1 Directe ELISA Bij een directe ELISA wordt een antigen geadsorbeerd aan een microtiterplaat, gevolgd door binding van een specifiek antilichaam geconjugeerd aan een enzym. Het enzym zet een chromogeen substraat om in een gekleurd product, dat spectrofotometrisch wordt gemeten . #### 7.5.2 Indirecte ELISA De indirecte ELISA gebruikt een secundair conjugaat om het primaire antilichaam te detecteren. Dit verhoogt de flexibiliteit, aangezien het conjugaat voor meerdere primaire antilichamen gebruikt kan worden, en maakt de detectie van antilichamen mogelijk . > **Tip:** Het secundaire antilichaam (conjugaat) is soort-specifiek en bindt aan het Fc-gedeelte van het primaire antilichaam . #### 7.5.3 Titer van een antilichaam preparaat De titer van een antilichaam preparaat wordt gedefinieerd als de maximale verdunning waarbij een specifieke meetwaarde wordt verkregen. In een ELISA wordt de titer vaak geschat op het inflectiepunt van de curve van optische dichtheid versus verdunning . #### 7.5.4 Competitie ELISA Zeer lage concentraties antigenen of antilichamen kunnen gedetecteerd worden door competitie met gemerkte preparaten . ### 7.6 Immuno / Western Blotting Western blotting combineert elektroforetische scheiding van eiwitten (meestal SDS-PAGE) met immunologische detectie . #### 7.6.1 PAGE Polyacrylamide Gel Elektroforese (PAGE) is een techniek om eiwitten te scheiden op basis van hun grootte en lading. Onder "natieve condities" scheidt PAGE op basis van zowel lading als grootte . #### 7.6.2 Een woordje over acrylamide gels Acrylamide gels worden gemaakt door polymerisatie van acrylamide monomeren, verbonden met N,N'-methyleenbisacrylamide. Acrylamides zijn neurotoxisch en vereisen voorzichtig hanteren. Na polymerisatie is de gel niet meer toxisch . #### 7.6.3 Percentage acrylamide Het percentage acrylamide in de gel bepaalt de poriegrootte en daarmee de grootte van de optimaal te scheiden eiwitten. Hogere percentages resulteren in kleinere poriën en scheiding van kleinere moleculen . #### 7.6.4 Stacking gel (discontinue PAGE) Een stacking gel met een laag acrylamidepercentage (bv. 2.5%) wordt bovenop de scheidende gel gegoten om zeer scherpe eiwitbanden te verkrijgen . #### 7.6.5 Gradiëntgels Gradiëntgels (bv. 5%-20%) bieden een breder scheidingsbereik en resulteren in nóg scherpere banden . #### 7.6.6 SDS-PAGE Natriumdodecylsulfaat (SDS) denatureert eiwitten en geeft ze een uniforme negatieve lading, waardoor scheiding voornamelijk op basis van moleculair gewicht plaatsvindt. SDS-PAGE kan onder niet-reducerende condities (disulfidebruggen intact) of reducerende condities (disulfidebruggen verbroken) worden uitgevoerd . #### 7.6.7 Proteïnekleuring Diverse kleuringsmethoden (Coomassie blauw, zilver, goud, fluorescerend oranje) kunnen worden gebruikt om eiwitten te visualiseren in gels. Voor western blotting worden deze kleuringen echter meestal vermeden, aangezien de eiwitten eerst op een membraan moeten worden overgebracht voor immunologische detectie . #### 7.6.8 Transfer Eiwitten worden uit de gel naar een membraan (nitrocellulose of PVDF) overgebracht via "natte" of "semi-droge" elektroblotting . #### 7.6.9 Behandeling van het membraan Na transfer worden de eiwitten op het membraan geblokkeerd met een irrelevant proteïne (bv. albumine of melkpoeder) om aspecifieke binding van antilichamen te voorkomen. Renteren van eiwitten is soms nodig, afhankelijk van de separatiemethode . #### 7.6.10 Het primaire antilichaam Het primaire antilichaam detecteert specifiek een antigen op het membraan. Het is belangrijk om te weten hoe het primaire antilichaam is geïnduceerd (bv. tegen natief of gedenatureerd eiwit) om de specificiteit te garanderen . #### 7.6.11 Conjugaten en detectiemethoden Populaire conjugaten zijn secundaire antilichamen gekoppeld aan peroxidase of alkalisch fosfatase, detecteerbaar via colorimetrische, niet-geamplificeerde, geamplificeerde of chemiluminescente methoden . #### 7.6.12 Chemiluminescentie detectie Bij chemiluminescentie zet het enzym een substraat om met lichtemissie. Versterkte chemiluminescentie (bv. met enhancers) verhoogt de lichtopbrengst aanzienlijk, waardoor zeer lage hoeveelheden eiwit gedetecteerd kunnen worden . #### 7.6.13 Nóg gevoeliger? Nieuwere systemen, zoals ECL+, kunnen zeptomol-sensitiviteit bereiken, wat betekent dat $10^{-21}$ mol eiwit gedetecteerd kan worden. Hoge gevoeligheid vereist geoptimaliseerde condities om achtergrondsignalen te minimaliseren . ### 7.7 Immunohistochemie Immunohistochemie detecteert antigenen direct in weefselcoupes met behulp van enzym- of fluorofoor-geconjugeerde antilichamen. Tyramide Signaal Amplificatie (TSA) is een populaire methode om de gevoeligheid te verhogen . ### 7.8 Fluorescent-geactiveerde celsortering (FACS) FACS is een krachtige techniek voor analyse en preparatie van celpopulaties. Cellen worden gemerkt met fluorescerende antilichamen en vervolgens gescheiden op basis van celgrootte, interne structuur en fluorescentie-intensiteit. Dit maakt kwantificering van celpopulaties (bv. CD4 T-cellen bij AIDS-patiënten) en celisolatie mogelijk . --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Antigen | Een macromolecule, meestal een proteïne, waartegen het immuunsysteem reageert. | | Antilichaam (Immunoglobuline) | Een Y-vormige eiwitmolecule, geproduceerd door geactiveerde B-cellen, die specifiek bindt aan een antigen om dit te neutraliseren of te markeren voor eliminatie. | | Aangeboren immuniteit | De niet-specifieke, standaardafweerreactie van het lichaam tegen vreemde stoffen en pathogenen, die niet verbetert na herhaalde blootstelling. | | Adaptieve immuniteit | Het specifieke, geïndividualiseerde afweersysteem dat zich aanpast en geheugen opbouwt na blootstelling aan een specifiek antigen. | | Beenmerg | Primair lymfoïde orgaan waar hematopoëtische stamcellen zich ontwikkelen tot verschillende bloedcellen, waaronder lymfocyten. | | Cytokines | Kleine eiwitmoleculen die fungeren als communicatiemiddelen tussen cellen, met name in het immuunsysteem, en die diverse celgedragingen reguleren. | | Dendritische cellen | Gespecialiseerde antigen-presenterende cellen die antigenen uit weefsels opnemen en presenteren aan T-cellen, met een cruciale rol in de initiatie van adaptieve immuunresponsen. | | ELISA (Enzyme-Linked Immune Sorbent Assay) | Een veelgebruikte immunologische techniek om de aanwezigheid en hoeveelheid van antigenen of antilichamen in een monster te meten, gebruikmakend van enzymatische reacties die een kleurverandering veroorzaken. | | Fagocytose | Een proces waarbij cellen, zoals macrofagen en neutrofielen, vreemde deeltjes, pathogenen of celresten "opeten" en internaliseren voor vernietiging. | | GALT (Gut Associated Lymphoid Tissue) | Lymfoïd weefsel geassocieerd met het maag-darmkanaal, een belangrijk onderdeel van de slijmvliesimmuniteit. | | Gen-herschikking (somatisch) | Een genetisch proces dat plaatsvindt tijdens de ontwikkeling van B- en T-cellen, waarbij DNA-segmenten worden herschikt om een grote diversiteit aan antigenreceptoren te creëren. | | Helper T-cellen (CD4+) | Een type T-cel dat een cruciale rol speelt bij het activeren van B-cellen en macrofagen, essentieel voor humorale en cellulaire immuunresponsen. | | Histocompatibiliteit Complex (MHC) | Een regio op chromosoom 6 bij mensen die genen codeert voor eiwitten (HLA-moleculen) die essentieel zijn voor antigenpresentatie aan T-cellen en voor weefselcompatibiliteit. | | Humorale immuniteit | Dat deel van het immuunsysteem dat voornamelijk wordt gemedieerd door antilichamen geproduceerd door B-cellen. | | Hypermutatie | Een proces dat optreedt na activatie van B-cellen, waarbij de genen voor de variabele regio's van antilichamen een verhoogde mutatiesnelheid ondergaan om de affiniteit voor antigenen te verbeteren. | | Immunologisch geheugen | Het vermogen van het immuunsysteem om na een eerste contact met een antigen zich sneller en effectiever te herinneren en te reageren bij een volgende blootstelling. | | Immunologische tolerantie | Het vermogen van het immuunsysteem om zelf-antigenen te herkennen en er niet op te reageren, om auto-immuunziekten te voorkomen. | | Immunotherapie | Een vorm van behandeling die gebruikmaakt van het immuunsysteem om ziekten, zoals kanker of infecties, te bestrijden. | | Innate immunity | Zie Aangeboren immuniteit. | | Interleukines | Een type cytokine dat geproduceerd wordt door leukocyten en een rol speelt in de communicatie en activatie binnen het immuunsysteem. | | Isotype switching | Een proces waarbij B-cellen na activatie de productie van IgM-antilichamen omzetten naar andere klassen zoals IgG, IgA, of IgE, met behoud van antigen-specificiteit. | | Klonale expansie | Het proces waarbij lymfocyten die een specifiek antigen herkennen zich snel delen, waardoor een grote populatie van identieke (klonale) cellen ontstaat. | | Leukocyten | Witte bloedcellen, waaronder lymfocyten, granulocyten en monocyten, die een centrale rol spelen in het immuunsysteem. | | Lymfeknopen | Kleine, boonvormige organen verspreid over het lichaam die fungeren als filters voor lymfe en waar immuunresponsen tegen antigenen uit de weefsels worden geïnitieerd. | | Lymfoïde organen | Organen die betrokken zijn bij de ontwikkeling, rijping en activatie van lymfocyten, zoals het beenmerg, de thymus, de lymfeknopen en de milt. | | Lymfocyten | Cellen van het immuunsysteem, waaronder B-cellen, T-cellen en NK-cellen, die specifiek vreemde antigenen herkennen en elimineren. | | MHC klasse I moleculen | MHC-moleculen die peptiden presenteren die afkomstig zijn uit het cytosol van de cel, voornamelijk herkend door cytotoxische T-cellen. | | MHC klasse II moleculen | MHC-moleculen die peptiden presenteren die afkomstig zijn uit extracellulaire bronnen (bv. na fagocytose), voornamelijk herkend door helper T-cellen. | | Monoclonale antilichamen | Antilichamen die afkomstig zijn van één enkele B-cel kloon en daardoor een uniforme specificiteit en structuur hebben. | | MALT (Mucosa Associated Lymphoid Tissue) | Lymfoïde weefsel geassocieerd met de slijmvliezen van het lichaam, een belangrijk verdedigingsmechanisme tegen pathogenen die via deze slijmvliezen binnenkomen. | | Natuurlijke selectie (immunologisch) | Het proces waarbij alleen lymfocyten met een specifieke receptor die een antigen kan herkennen worden geactiveerd en geprolifereerd. | | NK-cellen (Natural Killer) | Grote, granulaire lymfocyten die tumorcellen en geïnfecteerde cellen nonspecifiek kunnen doden zonder eerdere sensibilisatie. | | Opportunistische pathogenen | Micro-organismen die normaal gesproken geen ziekte veroorzaken bij gezonde individuen, maar wel ziekte kunnen veroorzaken bij personen met een verzwakt immuunsysteem. | | PAGE (Polyacrylamide Gel Electrophoresis) | Een techniek die gebruikt wordt om eiwitten te scheiden op basis van hun grootte en/of lading, door ze door een polyacrylamidegel te laten migreren onder invloed van een elektrisch veld. | | Pathogeen | Een micro-organisme of ander agens dat ziekte kan veroorzaken. | | Plasmamembraan | De buitenste membraan van een cel, die de cel scheidt van zijn omgeving en betrokken is bij celcommunicatie en transport. | | Polyclonaal serum | Een serum dat een mengsel bevat van antilichamen geproduceerd door verschillende B-cel klonen, gericht tegen verschillende epitopen van een antigen. | | Prostaglandines | Vetzuur-achtige moleculen die een breed scala aan fysiologische effecten hebben, waaronder inflammatie en pijn. | | Retrovirus | Een type virus dat zijn genetische informatie in RNA-vorm opslaat en dit omzet naar DNA voor integratie in het genoom van de gastheercel (bv. HIV). | | Reverse transcriptase (RT) | Een enzym dat door retrovirussen wordt gebruikt om hun RNA-genoom om te zetten naar DNA. | | SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) | Een vorm van PAGE waarbij SDS wordt gebruikt om eiwitten te denatureren en ze een uniforme negatieve lading te geven, waardoor scheiding voornamelijk op basis van moleculair gewicht plaatsvindt. | | Superantigenen | Bacteriële of virale toxines die een massale, maar aspecifieke, activatie van T-cellen kunnen veroorzaken, leidend tot een overmatige cytokineproductie. | | Thymus | Primair lymfoïde orgaan waar T-cellen rijpen en leren om MHC-moleculen te herkennen en zelf-antigenen te tolereren. | | T-cel receptor (TCR) | Een receptor op het oppervlak van T-cellen die antigen-peptide-MHC-complexen herkent, cruciaal voor T-cel activatie. | | Vaccinatie | Het toedienen van een antigen (bv. verzwakt of geïnactiveerd pathogeen, of delen ervan) om een immuunrespons op te wekken en immunologisch geheugen te creëren, ter preventie van ziekte. | | Western Blotting | Een techniek die gebruikt wordt om specifieke eiwitten in een complex mengsel te detecteren, waarbij eiwitten eerst worden gescheiden door SDS-PAGE, vervolgens worden overgebracht op een membraan, en tenslotte worden gedetecteerd met specifieke antilichamen. | | AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) | Een syndroom veroorzaakt door het HIV-virus, gekenmerkt door een ernstige aantasting van het immuunsysteem, leidend tot verhoogde vatbaarheid voor infecties en bepaalde kankers. | | Apoptose | Geprogrammeerde celdood, een natuurlijk proces dat essentieel is voor de ontwikkeling en het onderhoud van weefsels, en voor het elimineren van schadelijke of overbodige cellen. | | Autoreactiviteit | Een reactie van het immuunsysteem tegen eigen lichaamseigen componenten (self-antigenen), leidend tot auto-immuunziekten. | | Complement | Een systeem van circa 30 eiwitten in het bloed die kunnen worden geactiveerd om pathogenen te bestrijden, onder andere door lysis, opsonisatie en inflammatie. | | Cytotoxische T-cellen (CTL's, CD8+) | T-cellen die geïnfecteerde cellen of tumorcellen kunnen herkennen en doden door middel van apoptose of directe lysis. | | Immunogeniciteit | Het vermogen van een stof om een immuunrespons op te wekken. | | Lymfoïde organen (primair) | Organen waar lymfocyten ontstaan en rijpen (bv. beenmerg, thymus). | | Lymfoïde organen (secundair) | Organen waar lymfocyten interageren met antigenen en geactiveerd worden (bv. lymfeknopen, milt, GALT). | | MHC polygenie | Het aantal verschillende MHC-moleculen dat een individu kan produceren. | | MHC polymorfisme | Het grote aantal verschillende allelen van MHC-genen binnen een populatie. | | Prostaglandines en leukotrienes | Lipide boodschappers afgeleid van arachidonzuur, betrokken bij inflammatie, pijn, bronchioconstrictie en vasculaire permeabiliteit. | | RANTES | Een chemokine die monocyten en T-cellen aantrekt en ook als co-receptor voor HIV fungeert. | | Somatische gen-herschikking | Het herschikken van genen in somatische (niet-geslachtscellen) tijdens de ontwikkeling van B- en T-cellen om diversiteit in antigenreceptoren te creëren. | | Supernatant | De vloeibare fractie van een oplossing na centrifugeren of een andere scheidingstechniek. | | T-cellen | Lymfocyten die een belangrijke rol spelen in cel-gemedieerde immuniteit, zoals de herkenning en eliminatie van geïnfecteerde cellen en de regulatie van immuunresponsen. | | Transcytose | Het transport van moleculen door een cel heen, van het ene compartiment naar het andere, vaak via vesikels. | | Western Blotting | Een techniek om specifieke eiwitten te detecteren na scheiding door elektroforese en transfer naar een membraan, gevolgd door detectie met specifieke antilichamen. |