AFW11 Antilichamen en T-cel receptoren

# Antilichamen en T-celreceptoren in de geneeskunde Dit onderwerp behandelt de toepassingen van immunoglobulines en T-cellen in de geneeskunde, zowel voor diagnostiek als behandeling, met aandacht voor verschillende soorten antistoffen en celgebaseerde therapieën. ## 1. Immuunglobulines (antistoffen) Immuunglobulines, ook wel gammaglobulines genoemd, zijn gezuiverde IgG-antistoffen afkomstig van donoren. ### 1.1. Polyklonale antistoffen Polyklonale antistoffen zijn een mengsel van antilichamen die afkomstig zijn uit het serum van een geïmmuniseerd individu. Ze bevatten antistoffen gericht tegen het antigen van interesse, maar ook veel antistoffen tegen andere antigenen. Deze antistoffen kunnen van verschillende isotypes zijn (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4) en gericht tegen diverse epitopen van een antigen. * **Toepassingen:** * **Passieve immuniteit:** Toediening van antistoffen om tijdelijke bescherming te bieden tegen pathogenen. * **Behandeling:** Bij B-celdefecten en auto-immuunziekten. * **Soorten polyklonale immunoglobulines:** * **Polyvalente immunoglobulines:** Gezuiverd uit gezonde volwassen donoren, bevatten antistoffen tegen veelvoorkomende pathogenen zoals herpesvirussen, influenza, rhinovirussen en adenovirussen. Ze bieden echter geen bescherming tegen HCV, HBV, HIV, of gele koorts. * **Specifieke immunoglobulines:** Afkomstig van hyperimmune/gevaccineerde donoren. Voorbeelden zijn: * Anti-D: voor rhesusnegatieve zwangere vrouwen. * Anti-HBV: na prikaccidenten. * Antitetanus: bij wondbehandeling. * Anti-rabiës: na beet van een verdacht dier (vaak in combinatie met vaccinatie). * Anti-CMV: profylaxe en behandeling van transplantpatiënten. * **Voorbeeld:** Anti-thymocyten globulines (ATG), bereid uit konijnserum na immunisatie met humane thymuscellen, worden gebruikt om de immuniteit te onderdrukken bij transplantatie. ### 1.2. Monoklonale antistoffen Monoklonale antistoffen zijn een homogeen mengsel dat slechts één type antistof bevat. Deze antistoffen worden geproduceerd door hybride cellijnen (hybridoomcellen), ontstaan uit de fusie van B-cellen van een geïmmuniseerde muis en een maligne myeloomcel. Elke monoklonale antistof bindt aan slechts één specifiek epitoop. * **Productie:** 1. Immunisatie van een muis met een specifiek antigen (bijvoorbeeld humane thymuscellen). 2. Isolatie van B-cellen uit de milt van de muis. 3. Fusie van deze B-cellen met myeloomcellen die geen antistoffen produceren. 4. Selectie van het hybridoom dat de gewenste antistof produceert. * **Voorbeeld:** OKT3 is een monoklonale antistof die specifiek bindt aan de CD3-eiwitten op de T-celreceptor (TCR)-complex. ### 1.3. Gehumaniseerde monoklonale antistoffen Muizenmonoklonale antistoffen kunnen immunogeniteit opwekken bij mensen, waardoor hun werkzaamheid vermindert. Om dit te voorkomen, worden muizenantistoffen "vermenselijkt" met behulp van moleculaire technieken: * **Chimere antistoffen:** Bevatten het muizen-variabele domein (VH en VL) en humane constante domeinen. De keuze van het humane isotype is gebaseerd op gewenste effecten, zoals binding aan Fc-receptoren of complementactivatie. (Eindigt op -ximab) * **Gehumaniseerde antistoffen:** Alleen de complementair-determining regions (CDR's) van de muizenantistof blijven behouden, de rest is humaan. (Eindigt op -zumab) * **Humaan monoklonale antistoffen:** Technisch moeilijker te maken, omdat natuurlijke immunisatie bij mensen niet mogelijk is. (Eindigt op -mumab) * **Fusie-eiwitten:** Combinatie van een receptor met het constante deel van een antistof. (Eindigt op -cept) * **Toepassingen:** Behandeling van kanker, auto-immuunziekten en transplantatieafstoting. Doelwitten zijn onder andere CD20, HER2, CD19, en cytokines (zoals IL-1, IL-6, TNF, IL-23). ## 2. Diagnostische toepassingen van antilichamen ### 2.1. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) ELISA is een veelgebruikte methode voor de detectie en kwantificering van eiwitten, waaronder virussen, antistoffen, hormonen en toxines. * **Werkingsprincipe:** 1. Een antigen (bijvoorbeeld HBsAg) wordt gecoat op de bodem van een plastic putje. 2. Serum van de patiënt wordt toegevoegd; antistoffen in het serum binden aan het antigen. 3. Na wegwassen worden gebonden antistoffen gedetecteerd met een anti-humaan immuunglobuline antilichaam dat gekoppeld is aan een enzym. 4. Toevoeging van een enzymsubstraat leidt tot een kleurreactie in positieve putjes. * **Toepassingen:** Virusdetectie, antilichaamdetectie, hormoondetectie, toxinedetectie. ### 2.2. Flowcytometrie (Fluorescentie-geactiveerde cel sortering - FACS) Flowcytometrie wordt gebruikt voor de kwantificering van celpopulaties, zoals T-cellen, B-cellen en NK-cellen in bloed. * **Werkingsprincipe:** 1. Bloed wordt gemengd met monoklonale antistoffen die gelabeld zijn met fluorescerende stoffen (bijvoorbeeld anti-CD3, anti-CD20, anti-CD56). Elke antistof heeft een unieke kleur. 2. Deze gelabelde antistoffen binden aan specifieke celoppervlaktemarkers. 3. Cellen passeren één voor één een laserstraal. De fluorescerende labels worden geëxciteerd en zenden licht uit op specifieke golflengtes. 4. Detectoren meten de intensiteit en golflengte van het uitgestraalde licht, waardoor cellen kunnen worden geïdentificeerd en gekwantificeerd. * **Toepassingen:** Celanalyse, celidentificatie, celkwantificering. * **CiteSeq en single-cell transcriptomics:** Geavanceerde technieken die antilichamen combineren met oligonucleotide-labels voor de analyse van individuele cellen op transcriptomisch niveau. ### 2.3. Diagnostiek: anemie door rode bloedcel destructie Bij rhesus-incompatibiliteit tussen moeder en kind (Rhesus negatieve moeder, Rhesus positief kind) kan de moeder antistoffen aanmaken tegen de rode bloedcellen van het kind. Deze antistoffen (voornamelijk IgG) kunnen de placenta passeren en leiden tot hemolyse van rode bloedcellen bij de foetus of neonaat, wat hemolytische anemie van de neonaat kan veroorzaken. Vergelijkbare mechanismen spelen bij Kell-incompatibiliteit. * **Diagnose:** Directe Coombs-test op de rode bloedcellen van het kind. Antilichamen op de rode bloedcellen worden gedetecteerd door toevoeging van een anti-IgG antistof, wat leidt tot agglutinatie. ## 3. Passieve immunisatie Passieve immunisatie is de toediening van reeds gevormde antistoffen om directe bescherming te bieden. * **Werkingsmechanisme (bij anti-RhD):** De toediening van anti-RhD IgG antistoffen aan een Rhesus-negatieve moeder, bijvoorbeeld na de geboorte van een Rhesus-positief kind, voorkomt immunisatie. De toegediende antistoffen binden aan eventueel circulerende foetale rode bloedcellen, neutraliseren deze en voorkomen zo dat het immuunsysteem van de moeder wordt geactiveerd. Dit mechanisme is mogelijk ook relevant bij de behandeling van auto-immuunziekten zoals idiopathische trombopenie (ITP) met gammaglobulines. ## 4. Antilichaam engineering ### 4.1. Structuur van antilichamen en fragmenten Een typisch IgG-antilichaam bestaat uit twee identieke zware ketens en twee identieke lichte ketens. Het antigenbindende deel is het Fv-domein, dat bestaat uit VH en VL. Dit kan verder worden gemodificeerd: * **scFv (single-chain fragment variable):** VH en VL domeinen verbonden door een peptideketen. * **Fab (fragment antigen binding):** Bestaat uit een lichte keten en het VH-CH1 deel van de zware keten. * **F(ab')2 fragment:** Twee Fab-fragmenten verbonden door disulfidebruggen. * **VHH immunoglobulines (camelids):** Bezitten een Fv-domein dat slechts uit één VH-domein bestaat, wat voordelen biedt voor de productie. ### 4.2. Bispecifieke antistoffen Dit zijn antistoffen die twee verschillende antigenen kunnen binden. Ze bestaan uit twee paren VH en VL domeinen met verschillende specificiteit. * **Voorbeeld:** Bispecific T-cell Engagers (BiTEs) zoals blinatumomab binden tegelijkertijd aan een tumor-specifiek antigen en aan het CD3-complex op T-cellen. Dit 'redeployeert' T-cellen om tumorcellen te doden. ### 4.3. Effector mechanismen van antilichamen * **Complementactivatie:** Kan leiden tot cellysis, hoewel minder effectief tegen lichaamscellen door inhibitoren zoals DAF. * **ADCC (Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity):** NK-cellen herkennen antilichamen op targetcellen via Fc-receptoren en doden deze. * **ADCP (Antibody-Dependent Cellular Phagocytosis):** Macrofagen fagocyteren cellen gemerkt met antilichamen. * **FcR-gemedieerde killing:** Door macrofagen, een belangrijk mechanisme bij bijvoorbeeld rituximab (anti-CD20). * **Toepassingen:** Behandeling van B-cel lymfomen/leukemie (CD20), borstkanker (HER2). ## 5. T-celreceptoren en celgebaseerde therapieën ### 5.1. Transgene T-celreceptoren (TCR) T-cellen kunnen genetisch gemodificeerd worden om een tumor-specifieke TCR tot expressie te brengen. * **Kenmerken:** * Bindt aan tumor-specifieke antigenen. * Vaak HLA-gerestricteerd, wat de toepassing kan beperken. * Kan cytoplasmatische of nucleaire antigenen targetten. ### 5.2. Chimere antigeenreceptoren (CARs) CARs zijn synthetische receptoren die de specificiteit van een antistof combineren met de signaaltransductiecapaciteit van de T-celreceptor. * **Structuur:** * **Extracellulair deel:** scFv (VH en VL van een antistof) gericht tegen een tumor-specifiek antigen. Dit deel bindt antigenen zonder HLA-restrictie. * **Intracellulair deel:** Signaaltransductie-domeinen, typisch afgeleid van CD3-zeta en kostimulatoire domeinen zoals CD28 of 4-1BB (bij tweede generatie CARs). * **Generaties CARs:** * **Eerste generatie:** Alleen CD3-signaaltransductie. Leidt tot cellysis, maar slechte overleving en activiteit in vivo. * **Tweede generatie:** Naast CD3 ook kostimulatoire domeinen (bijv. CD28). Dit bevordert activatie, proliferatie, en langdurige overleving van de T-cellen in vivo. * **Toepassingen:** * **Tumor doden:** Effectief tegen tumoren ("on target, on tumor"). * **Uitdagingen:** * "On target, off tumor" neveneffecten door expressie van het doelantigeen op gezonde weefsels (bijv. CD20 op B-cellen). * Risico op cytokine storm (levensbedreigende immuunreactie) na CAR-T celtherapie. Behandeling met anti-IL-6 antistoffen kan nodig zijn. ### 5.3. Transfer van virale immuniteit * **Behandeling van immuundeficiënties:** Patiënten na transplantatie kunnen lijden aan CMV-reactivatie. * **Passieve CMV-immunisatie:** Toediening van CMV-specifieke antistoffen. Gemakkelijk toe te dienen, maar niet curatief omdat CMV intracellulair is. * **CMV-specifieke T-cel transfer:** Effectieve behandeling, maar vereist HLA-identieke donoren of specifieke isolatie van T-cellen. Kan worden geïsoleerd op basis van HLA-tetrameren (specifiek voor bepaalde HLA-types) of op basis van IFN-gamma productie na stimulatie. Voordelen zijn effectiviteit en potentiële genezing, nadelen zijn de logistiek en de noodzaak van HLA-matching voor sommige methoden. > **Tip:** De werking van monoklonale antistoffen kan worden gecategoriseerd op basis van hun doelwit, zoals checkpoint blokkers, anti-cytokines, en antilichamen gericht tegen celoppervlaktemoleculen. De naamgevingsconventies (-ximab, -zumab, etc.) bieden belangrijke informatie over de oorsprong van het antilichaam. > **Voorbeeld:** Bij de behandeling van een B-cel lymfoom met rituximab (anti-CD20), wordt gebruik gemaakt van ADCC en ADCP door NK-cellen en macrofagen, wat leidt tot apoptose van de CD20-positieve B-cellen. --- # Diagnostische technieken met antilichamen Dit thema behandelt diagnostische methoden die gebruik maken van antilichamen, zoals ELISA en flowcytometrie, om ziekten te identificeren en de samenstelling van celpopulaties te bepalen. ### 2.1 Antilichamen in diagnostiek en therapie Antilichamen, ook wel immunoglobulines (Ig) of gammaglobulines genoemd, zijn cruciaal in zowel diagnostiek als therapie. Ze worden vaak gezuiverd uit het serum van gedoneerde individuen. * **Polyvalente immunoglobulines**: Deze worden verkregen uit gezonde volwassen donoren en bevatten antistoffen tegen veelvoorkomende pathogenen zoals herpesvirussen, influenza, rhinovirussen en adenovirussen. Ze bieden passieve immuniteit. * **Specifieke immunoglobulines**: Deze zijn afkomstig van hyperimmune of gevaccineerde donoren en bevatten antistoffen tegen specifieke antigenen. Voorbeelden zijn anti-D voor rhesus-negatieve zwangere vrouwen, anti-HBV na prikaccidenten, antitetanus voor wondbehandeling, anti-rabiës na een beet, en anti-CMV voor transplantatiepatiënten. #### 2.1.1 Polyklonale antistoffen Polyklonale antistoffen zijn een mengsel van antilichamen geproduceerd door verschillende B-celklonen in een geïmmuniseerd individu. Ze herkennen verschillende epitopen op hetzelfde antigeen en kunnen van verschillende isotypes zijn (bijv. IgG1, IgG2, IgG3, IgG4). Hoewel ze gericht zijn tegen het antigeen van interesse, bevatten ze ook antistoffen tegen veelvoorkomende pathogenen. Voorbeelden zijn anti-thymocyten globulines (ATG), die gebruikt worden om immuniteit te onderdrukken bij transplantatie. #### 2.1.2 Monoklonale antistoffen Monoklonale antistoffen worden geproduceerd door één enkele B-celklon, waardoor ze zeer specifiek zijn voor één enkel epitoop op een antigeen. Ze bestaan uit één type zware en één type lichte keten. Dit zorgt voor een consistente productkwaliteit en specificiteit. * **Productie**: Klassiek worden deze in muizen gemaakt. Een muis wordt geïmmuniseerd met het gewenste antigeen. B-cellen uit de milt van de muis worden gefuseerd met myeloma cellen (maligne plasmacellen die zelf geen antistoffen produceren) om hybrideoma's te creëren. Deze hybrideoma's zijn snelgroeiend en produceren de gewenste monoklonale antistof. * **Voorbeelden**: OKT3 is een monoklonaal antistof dat een specifiek epitoop op de TCR-geassocieerde CD3-eiwitten op T-cellen herkent. #### 2.1.3 Gehumaniseerde monoklonale antistoffen Murine (muizen) monoklonale antistoffen kunnen immunogene reacties opwekken bij mensen. Om dit te voorkomen, worden ze vermenselijkt door middel van moleculaire technieken: * **Chimere antistoffen**: Deze bevatten de variabele domeinen (V$_H$ en V$_L$) van muizenantilichamen, terwijl de constante domeinen humaan zijn. De keuze van het humaan isotype is afhankelijk van het gewenste effect, zoals binding aan Fc-receptoren voor NK-celactiviteit of complementactivatie. Deze worden vaak aangeduid met het suffix '-ximab'. * **Gehumaniseerde antistoffen**: Hierbij zijn alleen de complementair-bepalende regio's (CDR's) van de zware en lichte ketens van muizenherkomst, terwijl de rest van het antistofmolecuul humaan is. Deze worden vaak aangeduid met het suffix '-zumab'. * **Humaan monoklonale antistoffen**: Deze zijn volledig humaan maar technisch moeilijker te produceren omdat gerichte immunisatie bij mensen niet mogelijk is. Deze worden vaak aangeduid met het suffix '-mumab'. * **Fusie-eiwitten**: Deze worden aangeduid met het suffix '-cept'. Monoklonale antistoffen worden gebruikt voor de behandeling van diverse ziekten, waaronder kanker, door specifieke targets zoals CD20, HER2, CD19, en checkpoint-eiwitten te blokkeren, of door cytokines te neutraliseren (bv. anti-IL1, anti-IL6, anti-TNF, anti-IL23). ### 2.2 Enzym-linked immunosorbent assay (ELISA) ELISA is een veelgebruikte en belangrijke techniek voor het detecteren en kwantificeren van specifieke eiwitten, antistoffen, antigenen, hormonen of toxines. * **Principe**: Een antigeen wordt vastgezet op de bodem van een plastic putje. Serum van de patiënt wordt toegevoegd. Indien antistoffen tegen het antigeen aanwezig zijn in het serum, zullen deze binden. Na wegwassen worden gebonden antistoffen gedetecteerd met een secundair antilichaam dat gelabeld is met een enzym. Toevoeging van een substraat voor dit enzym leidt tot een kleurreactie in de positieve putjes. * **Toepassingen**: ELISA wordt gebruikt voor virusdetectie, antilichaamdetectie, en als diagnostische test in de microbiologie, naast PCR en kweek. ### 2.3 Flowcytometrie of Fluorescentie-geactiveerde cel sortering (FACS) Flowcytometrie is een techniek die wordt gebruikt om celpopulaties te kwantificeren en te analyseren op basis van hun celoppervlakte-eiwitten. Het is essentieel voor het kwantificeren van T-cellen, B-cellen en NK-cellen in bloed. * **Principe**: Monoklonale antistoffen, gelabeld met verschillende fluorescerende stoffen, worden toegevoegd aan een celmonster (bijv. ontstold bloed). Deze antistoffen binden specifiek aan bepaalde celoppervlakte-eiwitten (bijv. anti-CD3 voor T-cellen, anti-CD20 voor B-cellen, anti-CD56 voor NK-cellen). De cellen passeren vervolgens één voor één een laserstraal. De laser exciteert de fluorescerende labels, die vervolgens licht uitzenden op specifieke golflengtes. Detectoren vangen dit licht op, waardoor elke cel wordt gekarakteriseerd op basis van de aanwezige markers. Dit resulteert in een multidimensionale plot waarbij elke cel als een punt wordt weergegeven. * **CiteSeq en Single Cell Transcriptomics**: Meer geavanceerde technieken zoals CiteSeq koppelen antistoffen aan oligonucleotiden, waardoor een groter aantal markers tegelijkertijd kan worden geanalyseerd. Single cell transcriptomics analyseert het RNA van individuele cellen. ### 2.4 Diagnostiek: anemie door rode bloedcel destructie Antilichamen kunnen een rol spelen bij het veroorzaken van anemie door de destructie van rode bloedcellen. Dit kan optreden door incompatibiliteit van bloedgroepen of rhesusfactor tussen moeder en kind. * **Hemolytische ziekte van de pasgeborene**: Bij rhesus-negatieve moeders die een rhesus-positief kind dragen, kan sensibilisatie optreden, wat leidt tot de aanmaak van IgG anti-RhD antistoffen. Deze antistoffen kunnen de placenta passeren en de rode bloedcellen van het kind afbreken, wat leidt tot hemolytische anemie. * **Diagnose**: De diagnose kan worden gesteld met behulp van de directe Coombs-test, waarbij antilichamen die aan de rode bloedcellen van het kind gebonden zijn, worden gedetecteerd met behulp van een anti-IgG antilichaam. Dit veroorzaakt agglutinatie van de cellen. * **Preventie**: Preventie bij rhesus-negatieve moeders met anti-RhD immunoglobulines (passieve immunisatie) voorkomt de aanmaak van maternale antistoffen en daarmee de hemolytische ziekte van de pasgeborene. Het werkingsmechanisme is de interactie met Fc-receptoren op naïeve B-cellen, wat leidt tot inhibitie van de B-cel activatie. ### 2.5 Antilichaam engineering Antilichaam engineering omvat technieken om de eigenschappen van antilichamen aan te passen voor therapeutische doeleinden. * **Fragmenten van antistoffen**: * **Fv domein**: Het kleinste deel van een antistof dat nodig is voor antigeenbinding, bestaande uit één V$_H$ en één V$_L$ domein. * **Single chain fragment variable (scFv)**: Een Fv-fragment waarbij V$_H$ en V$_L$ domeinen via een flexibele peptideketen aan elkaar zijn gekoppeld. * **Fragment antigen binding (Fab)**: Verkregen door enzymatische behandeling of recombinanttechnieken. * **F(ab')$_2$ fragment**: Twee Fab-fragmenten verbonden door cystinebruggen. * **VHH immunoglobulines (nanobodies)**: Afkomstig van kameelachtigen, deze bestaan uit slechts één V$_H$ domein, wat het kloneren vereenvoudigt. * **Bispecifieke antistoffen**: Deze antistoffen hebben twee bindingspecificiteiten. Bijvoorbeeld, ze kunnen een paar hebben gericht tegen een tumor-specifiek antigeen en een ander paar gericht tegen het TCR/CD3-complex. Dit type, zoals BiTEs (bispecific T cell engagers), kan T-cellen rekruteren om tumorcellen te doden. #### 2.5.1 Effector mechanismen van Ig Antilichamen kunnen effectormecanismen activeren, zoals complementactivatie (hoewel minder effectief tegen lichaamscellen vanwege inhibitoren zoals DAF), antistof-afhankelijke cel-gemedieerde cytotoxiciteit (ADCC) door NK-cellen, en antistof-afhankelijke cellulaire fagocytose (ADCP) door macrofagen. ### 2.6 Transgene T-celreceptoren (TCR) en Chimere Antigeen Receptoren (CARs) T-cellen kunnen genetisch worden gemodificeerd om specifieke tumorantigenen te herkennen. * **Transgene TCR**: Een tweede T-celreceptor wordt tot expressie gebracht, specifiek gericht tegen tumorantigenen. Dit is echter vaak HLA-gerestricteerd, wat de toepasbaarheid beperkt. Deze receptoren kunnen cytoplasmatische of nucleaire antigenen targetten. * **Chimere Antigeen Receptoren (CARs)**: Dit zijn tweede receptoren met eigenschappen van een antistof (Ig). Ze zijn niet HLA-gerestricteerd en kunnen daardoor een breder scala aan tumoren targetten. * **Generaties CARs**: * **Eerste generatie**: Bevatten een scFv, een transmembraanpeptide en een signaaltransducerende sequentie (bijv. CD3$\zeta$). Deze kunnen tumorcellen doden, maar overleven niet lang genoeg in vivo voor effectieve therapie. * **Tweede generatie**: Hebben naast de CD3$\zeta$ sequentie ook een co-stimulatoire sequentie (bijv. CD28). Dit leidt tot activatie, proliferatie en langdurig overleven van de T-cellen, waardoor ze krachtige effectorcellen worden tegen tumoren. * **Effecten en risico's**: CAR-T therapie kan leiden tot een "on target, on tumor" effect (gewenste tumorceldoding), maar ook tot "on target, off tumor" neveneffecten wanneer het antigeen ook op gezonde cellen voorkomt (bijv. CD20 op B-cellen). Een ernstige complicatie is de "cytokinestorm", die levensbedreigend kan zijn en behandeld kan worden met anti-IL6 antistoffen. ### 2.7 Transfer van virale immuniteit Voor patiënten met immuundeficiëntie, met name na transplantatie, kan reactivatie van virussen zoals CMV een probleem zijn. * **Passieve CMV-immunisatie**: Toediening van CMV-specifieke antistoffen is een gemakkelijke en veilige methode, maar niet genezend voor intracellulaire pathogenen zoals CMV. * **CMV-specifieke T-celtransfer**: Transfer van T-cellen kan effectief zijn, maar vereist HLA-identieke donoren. * **Isolatie op basis van HLA-tetrameren**: Identificeert specifieke T-cellen op basis van HLA-presentatie van virale peptiden. Dit is efficiënt maar beperkt tot specifieke HLA-types (bv. HLA-A2) en isoleert voornamelijk CD8+ T-cellen. * **Isolatie op basis van IFN-$\gamma$ productie**: Stimuleert T-cellen met virale peptiden en isoleert cellen die IFN-$\gamma$ produceren. Dit is geschikter voor alle patiënten en isoleert zowel CD4+ als CD8+ T-cellen, maar is een meer omslachtig proces. Enkele duizenden T-cellen per kilogram lichaamsgewicht zijn al voldoende voor genezing. --- # T-celgerichte therapieën en immuniteitstransfer Dit onderwerp behandelt de genetische modificatie van T-cellen voor therapeutische doeleinden, waaronder transgene T-celreceptoren en chimere antigeenreceptoren, evenals de transfer van virale immuniteit. ### 3.1 Transgene T-celreceptoren (TCR) Perifere bloed T-cellen bezitten elk hun eigen T-celreceptor (TCR) en zijn ofwel CD8- ofwel CD4-positief. Deze T-cellen kunnen genetisch gemodificeerd worden om een tweede receptor tot expressie te brengen, een zogenaamde transgene TCR. * **Principe:** Expressie van een tumor-specifieke TCR. * **Beperking:** Deze tumor-specifieke TCR is vaak HLA-gerestricteerd, wat betekent dat de therapie afhankelijk is van de HLA-typering van de patiënt, wat de praktische toepasbaarheid beperkt. * **Target:** TCRs kunnen cytoplasmatische of nucleaire antigenen targetten. ### 3.2 Chimere antigeenreceptoren (CARs) Chimere antigeenreceptoren (CARs) zijn een andere vorm van genetische modificatie van T-cellen. Deze receptor heeft eigenschappen van een immunoglobuline (Ig). * **Principe:** Expressie van een tumor-specifieke receptor met Ig-eigenschappen. * **Voordeel:** Deze receptor is niet HLA-gerestricteerd, wat een significant praktisch voordeel biedt. * **Target:** CARs kunnen enkel membraanantigenen zien, zoals CD20 of HER2. #### 3.2.1 Structuur en generaties van CARs Een CAR bestaat typisch uit een single-chain variable fragment (scFv) dat een antigeen herkent (bijvoorbeeld CD20), verbonden met een flexibel peptide. Dit extracellulaire deel bindt aan het antigeen zonder HLA-restrictie. Het scFv is gekoppeld aan een transmembraan peptide gevolgd door een signaaltransducerende sequentie. * **Eerste generatie CARs:** Bevatten een signaaltransducerende sequentie van CD3. Deze CARs kunnen tumorcellen doden, maar hebben een beperkte overleving in vivo en daardoor weinig activiteit. * **Tweede generatie CARs:** Bevatten naast de CD3 signaleringsequentie ook een sequentie van CD28. Bij antigeenbinding induceren deze CARs zowel TCR signalering als costimulerende signalering. Dit leidt tot activatie, proliferatie en cytokinesecretie. Deze cellen kunnen tumorcellen doden, vermenigvuldigen in vivo en langdurig overleven, waardoor ze krachtige effectorcellen tegen tumoren worden. > **Tip:** De termen "on target, on tumor" en "on target, off tumor" zijn cruciaal om de effectiviteit en potentiële bijwerkingen van CAR-T celtherapie te beschrijven. * **"On target, on tumor" effect:** Dit verwijst naar de gewenste tumordoding. * **"On target, off tumor" neveneffect:** Dit treedt op wanneer het doelwit-antigeen ook op gezonde cellen voorkomt. Een typisch voorbeeld is het targetten van CD20 op gezonde B-cellen. #### 3.2.2 Bijwerkingen van CAR-T celtherapie Na infusie van CAR-T cellen kan een zware cytokinestorm optreden, die dodelijk kan zijn en intensieve zorg vereist. Behandeling met anti-IL6 antistoffen kan hierbij waardevol zijn. > **Example:** Bij het targetten van CD20 voor B-cel lymfomen kunnen gezonde B-cellen ook worden aangetast, wat leidt tot immuundeficiëntie. ### 3.3 Transfer van virale immuniteit De transfer van virale immuniteit is met name relevant voor patiënten met immuundeficiëntie, bijvoorbeeld na transplantatie, die kunnen lijden aan reactivatie van virussen zoals CMV. #### 3.3.1 Behandeling van CMV-reactivatie * **Passieve immunisatie met antistoffen:** CMV-specifieke antistoffen (bijvoorbeeld van CMV-seropositieve donoren) kunnen worden toegediend. Dit is relatief eenvoudig, veroorzaakt geen immuunreactie en is geschikt voor alle patiënten. Echter, omdat CMV een intracellulair pathogeen is, zijn antistoffen niet genezend. * **Actieve immuniteit door T-cel transfer:** CMV-specifieke T-cellen kunnen worden overgedragen. Dit kan effectief zijn, maar vereist dat de donor en patiënt HLA-antigenen gemeenschappelijk hebben en de patiënt tolerant is voor deze cellen. Enkele duizenden cellen per kilogram lichaamsgewicht kunnen al genezend zijn. #### 3.3.2 Methoden voor T-cel isolatie en transfer Er zijn verschillende benaderingen voor het isoleren en overdragen van virus-specifieke T-cellen: * **Isolatie op basis van HLA-tetrameren:** * **Principe:** Isolatie van T-cellen die specifiek binden aan een bepaald HLA-peptide complex (bijvoorbeeld HLA-A2 met een immunodominant CMV-peptide). * **Voordeel:** Gemakkelijke isolatie. * **Nadeel:** Alleen geschikt voor patiënten met een specifieke HLA-typering (bijvoorbeeld HLA-A2+). Alleen CD8+ T-cellen worden geïsoleerd, geen CD4+ helpercellen. * **Isolatie op basis van IFN-$\gamma$ productie:** * **Principe:** Stimulatie van T-cellen met een virus-specifiek immunodominant peptide, gevolgd door detectie van IFN-$\gamma$ productie. * **Voordeel:** Zowel CD4+ als CD8+ T-cellen worden geïsoleerd, en de methode is toepasbaar voor alle patiënten, ongeacht hun HLA-typering. * **Nadeel:** Omslachtiger celisolatieprocedure. > **Tip:** Het verschil tussen passieve immunisatie met antistoffen en actieve immuniteit door celtherapie (zoals T-cel transfer) is fundamenteel voor het begrijpen van hun respectieve effectiviteit en toepassingen, vooral bij intracellulaire pathogenen. --- # Anemie door rode bloedcel destructie en immunisatie Dit thema behandelt de diagnostiek van anemie veroorzaakt door de destructie van rode bloedcellen, met een focus op bloedgroepincompatibiliteit en de preventie van maternale immunisatie. ## 4. Diagnostiek: anemie door rode bloedcel destructie en immunisatie ### 4.1 Inleiding tot anemie door rode bloedcel destructie Anemie door rode bloedcel destructie, ook wel hemolytische anemie genoemd, ontstaat wanneer rode bloedcellen sneller worden afgebroken dan ze kunnen worden aangemaakt. Dit kan verschillende oorzaken hebben, waaronder immunologische mechanismen. Een belangrijk voorbeeld hiervan is maternale allo-immunisatie, waarbij een zwangere vrouw antistoffen aanmaakt tegen antigenen op de rode bloedcellen van de foetus. ### 4.2 Bloedgroepincompatibiliteit en maternale immunisatie #### 4.2.1 Het Rhesus (Rh) bloedgroepsysteem * **Situatie:** Wanneer een Rhesus negatieve moeder een Rhesus positief kind verwacht (de vader is Rhesus positief), kan dit leiden tot maternale immunisatie. * **Mechanisme:** Tijdens de zwangerschap of bevalling kunnen foetale rode bloedcellen de bloedbaan van de moeder binnendringen. De moeder, die het Rhesus D (RhD) antigen niet heeft, beschouwt dit als een vreemd agens en begint antistoffen (IgG) aan te maken tegen het RhD-antigeen. * **Gevolgen voor eerste zwangerschap:** Bij een eerste zwangerschap zijn de gevolgen meestal beperkt, omdat de immunisatie zich nog ontwikkelt. * **Gevolgen voor volgende zwangerschappen:** Bij volgende zwangerschappen met een Rhesus positief kind kunnen de reeds gevormde IgG-antistoffen de placenta passeren. Deze antistoffen binden aan de rode bloedcellen van de foetus en veroorzaken hun destructie (hemolyse). Dit leidt tot ernstige hemolytische ziekte van de pasgeborene (HZP), wat anemie, geelzucht en in ernstige gevallen hartfalen en de dood kan veroorzaken. #### 4.2.2 Het Kell bloedgroepsysteem * **Situatie:** Incompatibiliteit in het Kell bloedgroepsysteem (bv. moeder Kell negatief, kind Kell positief) kan ook leiden tot maternale immunisatie en hemolytische ziekte van de pasgeborene. * **Gevolgen:** Kell incompatibiliteit kan nog ernstiger gevolgen hebben dan RhD incompatibiliteit, hoewel het veel zeldzamer is. De antistoffen binden niet alleen aan rode bloedcellen, maar ook aan hun voorlopers in het beenmerg. #### 4.2.3 Andere bloedgroepantigenen Naast Rh en Kell kunnen ook andere bloedgroepantigenen (bv. anti-HLA, anti-A, anti-B bij moeders van bloedgroep O) incompatibiliteit veroorzaken, hoewel de klinische manifestaties variëren. Anti-A en anti-B antistoffen (vaak IgM, soms IgG) kunnen bij pasgeborenen geelzucht veroorzaken door hemolyse. ### 4.3 Diagnostiek van anemie door rode bloedcel destructie De diagnostiek richt zich op het aantonen van antistoffen die de rode bloedcellen van het kind aantasten en de gevolgen daarvan. #### 4.3.1 De directe Coombs-test * **Principe:** De directe Coombs-test wordt uitgevoerd op de rode bloedcellen van de pasgeborene. * **Werkwijze:** Rode bloedcellen van de baby worden gewassen en vervolgens geïncubeerd met een anti-humaan IgG-antiserum (ook wel Coombsreagens genoemd). * **Interpretatie:** Als er IgG-antistoffen gebonden zijn aan de rode bloedcellen van de baby, zullen deze antistoffen binden aan het coombsreagens. Dit leidt tot agglutinatie (samenklontering) van de rode bloedcellen. * **Betekenis:** Een positieve directe Coombs-test wijst op de aanwezigheid van antistoffen op de rode bloedcellen van het kind, wat duidt op immunologisch gemedieerde hemolyse. #### 4.3.2 Antistofscreening en -identificatie bij de moeder Bij een zwangere vrouw met een verhoogd risico op bloedgroepincompatibiliteit wordt regelmatig antistofscreening uitgevoerd. Indien er antistoffen worden gevonden, wordt verder onderzoek gedaan om de specifieke antistof te identificeren (bv. anti-D, anti-K). ### 4.4 Preventie van maternale immunisatie (met name anti-D) Preventie is cruciaal, vooral bij Rhesus negatieve zwangere vrouwen. #### 4.4.1 Toediening van anti-D-immunoglobulinen * **Principe:** Het toedienen van anti-D-immunoglobulinen (anti-D-antistoffen) aan Rhesus negatieve moeders kan de vorming van eigen anti-D-antistoffen voorkomen. * **Werkingsmechanisme:** De toegediende anti-D-antistoffen neutraliseren de foetale RhD-positieve rode bloedcellen die de maternale circulatie bereiken. Daarnaast wordt aangenomen dat de anti-D-antistoffen via een inhibitoire Fc-receptor op naïeve B-cellen de immuunrespons van de moeder onderdrukken. Dit voorkomt dat de moeder een langdurige en effectieve immuunrespons ontwikkelt. * **Toedieningsmomenten:** Anti-D-immunoglobulinen worden doorgaans toegediend: * Rond de 28e zwangerschapsweek. * Binnen 72 uur na de bevalling, indien het kind RhD-positief is. * Na potentieel sensibiliserende gebeurtenissen, zoals vruchtwaterpunctie, buitenbaarmoederlijke zwangerschap, abortus, of trauma tijdens de zwangerschap. > **Tip:** De toediening van anti-D-immunoglobulinen heeft de incidentie van ernstige hemolytische ziekte van de pasgeborene drastisch verminderd. ### 4.5 Werking van immunoglobulinen in de preventie Het toedienen van immunoglobulinen, zoals anti-D, is een vorm van passieve immunisatie. * **Passieve immunisatie:** Hierbij worden kant-en-klare antistoffen toegediend aan een individu. Dit biedt onmiddellijke bescherming, maar deze bescherming is tijdelijk omdat de toegediende antistoffen worden afgebroken en het lichaam zelf geen antistoffen aanmaakt. * **Mechanisme bij auto-immuunziekten:** Er wordt gesuggereerd dat gammaglobulinen (een vorm van immunoglobulinen) ook een rol kunnen spelen bij de behandeling van auto-immuunziekten zoals idiopathische trombocytopenie (ITP) via vergelijkbare mechanismen, waaronder modulatie van Fc-receptoren. ### 4.6 Immunoglobuline structuren en engineering Hoewel dit breder is dan alleen anemie door destructie, is het relevant voor de context van antistoftherapie. * **Immunoglobuline structuur:** Een typische IgG bestaat uit twee identieke zware ketens en twee identieke lichte ketens. Het Fab-gedeelte (fragment antigen binding) is verantwoordelijk voor antigenbinding en bestaat uit V_H (variabel zwaar) en V_L (variabel licht) domeinen. De CDR's (complementarity determining regions) binnen deze domeinen zijn cruciaal voor de specificiteit. * **Engineering:** Technieken zoals het maken van single-chain variable fragments (scFv), bispecifieke antistoffen (die twee verschillende antigenen kunnen binden, bv. een tumorantigeen en CD3 op T-cellen) en fragmenten zoals F(ab')_2 worden gebruikt om antistoffen te modificeren voor therapeutische doeleinden. Bijvoorbeeld, bispecifieke antistoffen kunnen T-cellen naar tumorcellen leiden om deze te doden ("redirected T cells"). > **Voorbeeld:** Blinatumomab is een bispecifiek T-cel engager (BiTE) dat bindt aan CD19 op B-cellen en CD3 op T-cellen, waardoor T-cellen B-cel lymfomen kunnen aanvallen. ### 4.7 Monoklonale en polyklonale antistoffen * **Polyklonale antistoffen:** Deze zijn afkomstig uit het serum van geimmuniseerde individuen en bevatten een mengsel van antistoffen gericht tegen verschillende epitopen van een antigeen. Ze kunnen ook antistoffen bevatten tegen veelvoorkomende pathogenen. * **Monoklonale antistoffen:** Deze worden geproduceerd door hybride cellijnen (hybrideoma's) en herkennen slechts één specifiek epitoop van een antigeen. Ze zijn homogeen en worden in identieke batches geproduceerd. Ze worden geclassificeerd op basis van hun oorsprong (bv. -ximab voor chimeer, -zumab voor gehumaniseerd, -mumab voor humaan). Hoewel direct gerelateerd aan immunologie en behandeling van ziekten, zijn monoklonale en polyklonale antistoffen de basis voor veel diagnostische testen (zoals ELISA) en behandelingen die indirect aan bod komen in bredere contexten. --- ## 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 | |------|------------| | Immunoglobulines | Opgezuiverde immuunglobulines van het IgG type, afkomstig uit het bloed van donoren, die gebruikt worden voor passieve immunisatie. | | Polyklonale antistoffen | Een mengsel van antilichamen, afkomstig uit het serum van een geïmmuniseerd individu, waarbij sommige antistoffen gericht zijn tegen een specifiek antigeen en andere niet. | | Monoklonale antistoffen | Antistoffen die slechts één specifiek antigeen-epitoop herkennen en binden, geproduceerd door een enkele klonale celpopulatie. | | Chimere antistoffen | Monoklonale antistoffen die genetisch gemodificeerd zijn om delen van een muizenantilichaam (VH en VL domein) te combineren met het humaan isotype, waardoor de immunogeniciteit in mensen wordt verminderd. | | Gehumaniseerde antistoffen | Monoklonale antistoffen waarbij alleen de complementair-bepalende regio’s (CDR’s) van muisorigine zijn, terwijl de rest van het antilichaam humaan is, wat leidt tot nog minder immunogeniteit. | | ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) | Een veelzijdige diagnostische techniek die enzymen gebruikt om de aanwezigheid of hoeveelheid van een specifiek eiwit, antigeen of antistof in een monster te detecteren en te kwantificeren. | | Flowcytometrie (FACS) | Een techniek die individuele cellen analyseert door ze een laserstraal te laten passeren; cellen worden geïdentificeerd en gesorteerd op basis van hun fluorescente labels, die binden aan specifieke celoppervlaktemarkers. | | Passieve immunisatie | De toediening van reeds gevormde antistoffen (bijvoorbeeld uit donorserum) aan een individu om onmiddellijke, tijdelijke bescherming tegen een pathogeen of toxine te bieden. | | Antilichaam engineering | Het proces waarbij antilichamen worden gemodificeerd door middel van moleculaire technieken om hun eigenschappen, specificiteit of effectiviteit voor therapeutische doeleinden te verbeteren. | | Transgene T-celreceptoren (TCR) | T-cellen die genetisch gemodificeerd zijn om een extra, tumor-specifieke TCR tot expressie te brengen, waardoor ze tumorantigenen kunnen herkennen. | | Chimere antigeenreceptoren (CARs) | Een type receptor dat op T-cellen kan worden geïntroduceerd, bestaande uit een antigeenbindend domein van een antistof en intracellulaire signaalmoleculen, die het T-cel mogelijk maken tumorantigenen te herkennen op een MHC-onafhankelijke manier. | | Cytokine storm | Een potentieel dodelijke overmatige immuunreactie waarbij grote hoeveelheden ontstekingsbevorderende cytokinen worden geproduceerd, vaak gezien na CAR-T celtherapie. | | Hemolytische anemie van de neonaat | Een aandoening waarbij antistoffen van de moeder de rode bloedcellen van de foetus afbreken, wat leidt tot ernstige bloedarmoede bij de baby, vaak veroorzaakt door rhesus- of Kell-incompatibiliteit. | | Fc-receptor | Een receptor op het oppervlak van immuuncellen, zoals macrofagen en NK-cellen, die kan binden aan het Fc-deel van antistoffen, wat leidt tot celactivatie en fagocytose of celdoding. |