Je leest:

De strijd tussen afweersysteem en virus

De strijd tussen afweersysteem en virus

Auteur: | 1 april 2020

Waarom worden sommige coronapatiënten ernstig ziek en krijgen anderen alleen milde klachten? De strijd tussen het afweersysteem en het virus speelt hierbij een belangrijke rol. Het is niet eenvoudig om in te grijpen in die fijne balans.

De meeste mensen hebben alleen milde verkoudheidsklachten na infectie met SARS-CoV-2. Zij kunnen het virus wel verspreiden.

Beelden van coronapatiënten met ademhalingsproblemen domineren al een paar weken het nieuws. Aan de andere kant zijn er gelukkig ook heel veel mensen die geen of alleen milde klachten krijgen na infectie met SARS-CoV-2. Waar komt dit verschil vandaan? Waarom worden sommige mensen ernstig ziek, terwijl anderen alleen verkouden worden? NEMO Kennislink vroeg het aan Miranda Melis, onderzoeker aan het Engelse Bloomsbury Institute for Intensive Care Medicine.

Vermenigvuldigen in de longen

Melis is bezig met het laatste jaar van haar promotieonderzoek, waarin ze bekijkt hoe infectieziekten kunnen leiden tot orgaanfalen. “Dat heeft vaak niet alleen te maken met de bacterie of het virus zelf, maar zeker ook met de reactie van het afweersysteem op de ziekteverwekker. Door alle maatregelen rondom de corona-uitbraak ligt mijn onderzoek nu stil, dus probeer ik zoveel mogelijk bij te lezen over dit nieuwe virus.”

Het coronavirus komt het lichaam binnen via de neus, de keel of de ogen. Het lichaam heeft verschillende mogelijkheden om het binnengedrongen virus direct weer onschadelijk te maken. De slijmvliezen vormen een barrière waar ziekteverwekkers niet zo makkelijk doorheen kunnen dringen. Daarnaast bevatten sommige cellen haarachtige structuren die de ziekteverwekker als het ware naar buiten kunnen duwen. Als die eerste verdedigingslinie faalt en het virus er toch doorheen breekt, dan kan het in de longen terecht komen en zich daar gaan vermenigvuldigen.

Uitgelicht door de redactie

Informatica
‘Onbegrijpelijk dat mondkapjes op drukke plekken niet verplicht zijn’

Geesteswetenschappen
Corona en de blauwe dood

Economie
Water verdelen bij schaarste

SARS-CoV-2 bindt met behulp van de uitsteeksels op zijn oppervlakte (het spijkereiwit) aan de ACE-2-receptor op longcellen. Door die binding krijgt het virus toegang tot de cel. Het stuurt zijn genetisch materiaal naar binnen waar het integreert in de machinerie van de longcel. De cel begint dan met de productie van allerlei virusonderdelen. Die losse onderdelen vormen binnen de cel nieuwe virusdeeltjes. Deze nieuwe virusdeeltjes verlaten de cel, op zoek naar andere longcellen om te infecteren. Cellen die hun productie hebben geleverd, gaan kapot of gaan dood. Op die manier richt het virus dus schade aan in de longen.

Signaalstoffen van het afweersysteem

Maar er is meer. Want op het moment dat het virus je lichaam binnendringt, komt ook het afweersysteem in actie. “Een van de eerste cellen die op een luchtweginfectie reageren zijn macrofagen, omdat die al in de longen aanwezig zijn”, vertelt Melis. Macrofagen zijn relatief grote afweercellen die heel veel verschillende bacteriën, virussen en schimmels ‘op kunnen eten’. “Macrofagen reageren zowel op de aanwezigheid van de ziekteverwekker zelf als op signalen van beschadigde longcellen. Ze slaan alarm en produceren signaalstoffen (cytokinen), waar andere cellen van het afweersysteem weer op kunnen reageren.”

Die andere cellen zitten in de bloedbaan en houden voortdurend in de gaten of er ergens een hoge concentratie signaalstoffen ontstaat. Als dat zo is, bewegen ze die kant op en schieten de macrofagen te hulp. Vaak gaat dit goed en kunnen de macrofagen en hun hulptroepen de ziekteverwekker onschadelijk maken. Je zal dan geen of weinig klachten hebben van de infectie.

Longontsteking

Soms krijgen macrofagen en hun hulptroepen de ziekteverwekker echter niet onder controle. Dit is vaak het geval bij mensen met een verzwakte afweer (bijvoorbeeld ouderen, patiënten met een chronische ziekte of mensen die afweeronderdrukkende medicijnen slikken), maar het kan ook bij gezonde mensen gebeuren. Mariet Feltkamp, medisch viroloog aan het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) legt op Twitter uit hoe dat komt: “Als je in één keer wordt besmet met veel virus (bijvoorbeeld bij langdurig contact met een hoestend persoon), dan veranderen veel cellen tegelijk in virusfabriekjes. Zo’n infectie heeft meteen al een enorme voorsprong op de afweer, die zeven tot tien dagen nodig heeft om op volle sterkte te zijn. Tegen de tijd dat de afweer goed op gang komt, zijn er al heel veel luchtwegcellen dood gegaan en is er daardoor al veel schade aangericht.”

Longontsteking op een röntgenfoto. Boven: gezonde longen. Onder: longontsteking, de witte vlekken wijzen op vocht in de longen.

Desalniettemin zullen de afweercellen blijven proberen om de infectie onder controle te krijgen en dus harder gaan werken. Macrofagen produceren steeds meer signaalstoffen en ook de cellen die te hulp schieten laten deeltjes achter die schadelijk zijn voor longcellen. De longcellen worden nu dus dubbel geraakt: door het virus en door de wanhopige poging van het afweersysteem om de infectie te stoppen. Er ontstaat een longontsteking.

“Bij een longontsteking trekken de longcellen zich samen en daardoor kan er vocht vanuit de bloedbaan in de longblaasjes terecht komen”, vertelt Melis. De longblaasjes vormen het vitale onderdeel van de longen en zijn nodig voor gaswisseling tussen het longweefsel en de bloedbaan. Hoe groter het oppervlak van de longblaasjes, hoe makkelijker die gaswisseling gaat. “Vocht vormt letterlijk een barrière, waardoor het voor de longblaasjes lastig is om zuurstof af te geven en koolstofdioxide op te nemen. Als er minder zuurstof beschikbaar is, krijgen andere organen (zoals de nieren of het hart) ook minder zuurstof.” Het kan dan nodig zijn om extra zuurstof toe te dienen of patiënten kunstmatig te beademen.

Ontspoorde afweerreactie

Uiteindelijk kan het virus zich vanuit de longen naar andere delen van het lichaam verplaatsen. Ook in darmweefsel en nierweefsel zijn ACE-2-receptoren gevonden die bruikbaar zijn voor SARS-CoV-2. Het virus gaat ook daar cellen infecteren, waardoor de organen extra beschadigen. Met antivirale middelen (zie kader) proberen artsen soms de vermeerdering van het virus af te remmen.

Medicijnen tegen Covid-19

Er zijn nog geen medicijnen die specifiek werken tegen SARS-CoV-2, het coronavirus dat de ziekte Covid-19 veroorzaakt. Er zijn wel een aantal antivirale middelen die oorspronkelijk ontwikkeld zijn voor andere ziekten, maar mogelijk ook iets doen bij een corona-infectie. Deze middelen zijn bedoeld om de vermeerdering van het virus te remmen. Het gaat om bijvoorbeeld remdesivir (getest tegen ebola), lopinavir/ritonavir (getest tegen hiv) en chloroquine (getest tegen malaria).

Daarnaast zijn er een aantal mogelijke behandelingen om het afweersysteem te ondersteunen. Verschillende onderzoeksgroepen bekijken op dit moment of cytokineblockers effect kunnen hebben bij een corona-infectie. Deze medicijnen maken bepaalde signaalmoleculen van het afweersysteem (IL-1 en IL-6) onschadelijk, zodat er geen ontspoorde afweerreactie ontstaat. Ook wordt onderzocht of bloedplasma van genezen corona-patiënten bruikbaar is om ernstig ziekte patiënten te ondersteunen. In het bloedplasma van genezen patiënten zitten antistoffen die mogelijk kunnen helpen het virus onschadelijk te maken.

Op de intensive care houden artsen de functie van verschillende organen goed in de gaten.

Niet alleen het virus kan door het hele lichaam reizen, ook de signaalstoffen van het afweersysteem verplaatsen zich door de bloedbaan. Dat kan gevaarlijk zijn. Bij sommige patiënten ontstaat een ‘cytokine-storm’, een ontspoorde afweerreactie waarbij meerdere organen uitvallen en patiënten ook kunnen overlijden. Op de intensive care nemen artsen daarom regelmatig bloed af om de functie van verschillende organen in de gaten te houden.

Het is helaas niet eenvoudig om in te grijpen in de fijne balans van het afweersysteem. “Er zijn wel wat behandelingen (zie kader) in beeld die de werking van het afweersysteem kunnen beïnvloeden”, stelt Melis. Bij een ontspoorde afweerreactie zul je het systeem vooral willen remmen, maar dat is niet zonder risico. Als de afweer minder sterk werkt, krijgt het virus weer meer ruimte of loopt de patiënt risico op bijkomende (vaak bacteriële) infecties. Schade voorkomen is, zeker bij corona, dus beter dan genezen.

Bronnen:

  • Anthony R. Fehr en Stanley Perlman Coronaviruses: An overview of their replication and pathogenesis Methods in Molecular Biology (februari 2015), doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1
  • Y. Chen et.al. Emerging coronaviruses: Genome structure, replication, and pathogenesis Journal of Medical Virology (januari 2020), doi.org/10.1002/jmv.25681
  • G. Li et.al. Coronavirus infections and immune responses Journal of Medical Virology (januari 2020), doi.org/10.1002/jmv.25685
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 april 2020

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.