De helft van de prijs gaat naar de Amerikaan Bruce Beutler en de Luxemburger Jules Hoffmann voor hun ontdekking met betrekking tot de activatie van de aangeboren afweer. De andere helft van de prijs gaat naar de Canadees Ralph Steinman voor zijn ontdekking van dendritische cellen en de rol die deze cellen spelen in de adaptieve afweer.
Verdediging
Ziekteverwekkende micro-organismen zoals bacteriën, proberen voortdurend ons lichaam binnen te dringen. Gelukkig hebben we een sterk afweersysteem waarmee we onszelf kunnen verdedigen.
In eerste instantie komt alleen de aangeboren afweer in actie. Macrofagen en andere typen witte bloedcellen doen een poging om de indringer onschadelijk te maken.
Pas als de micro-organismen erin slagen om door deze verdedigingslinie heen te breken, komt het adaptieve afweersysteem in actie.
Met behulp van T-cellen en B-cellen worden door het afweersysteem antistoffen en killercellen geproduceerd die zich specifiek richten tegen de binnengedrongen ziekteverwekker. Het adaptieve afweersysteem heeft bovendien een geheugen: komt hetzelfde micro-organisme later nog een keer het lichaam binnen dan ‘herkent’ het afweersysteem de ziekteverwekker en begint het weer razendsnel met de aanmaak van antistoffen.
In de twintigste eeuw werden alle afzonderlijke onderdelen van het afweersysteem stuk voor stuk in kaart gebracht. Maar pas dankzij het werk van Beutler, Hoffmann en Steinman werd duidelijk hoe het afweersysteem geactiveerd wordt en hoe losse onderdelen met elkaar communiceren.
Receptor
Jules Hoffmann deed zijn baanbrekende ontdekking toen hij in 1996 onderzoek deed naar de manier waarop fruitvliegjes infecties bestrijden. Hij gebruikte allerlei verschillende mutanten en zag dat vliegjes met een mutatie in het Toll-gen geen goede afweer hadden tegen ziekteverwekkers. Daaruit concludeerde hij dat het product van het Toll-gen noodzakelijk is om micro-organismen te detecteren en het afweersysteem te activeren.
In 1998 was Bruce Beutler op zoek naar een receptor die het bacteriële product lipopolysaccharide (LPS) kan binden. Hij ontdekte dat muizen die resistent zijn tegen LPS een mutatie hebben in een gen dat sterk lijkt op het Toll-gen van fruitvliegjes. De receptor die bij dat gen hoort (Toll-like receptor of TLR gedoopt) bleek inderdaad LPS te binden. Als LPS aan de Toll-like receptor bindt, leidt dat tot activatie van het afweersysteem. Het onderzoek van Beutler en Hoffmann laat zien dat fruitvliegjes en zoogdieren vergelijkbare mechanismen gebruiken om het afweersysteem te activeren.
Dendritische cel
Ralpf Steinman deed zijn grote ontdekking op het gebied van de adaptieve afweer. In 1973 vond hij een heel nieuw celtype dat hij ‘dendritische cel’ noemde. Steinman dacht dat zijn nieuw ontdekte cel weleens een belangrijke rol zou kunnen spelen in het afweersysteem en testte daarom of dendritische cellen T-cellen kunnen activeren. T-cellen zijn de cellen van het adaptieve afweersysteem die een geheugen opbouwen tegen binnengedrongen ziekteverwekkers. In celculturen zag Steinman dat T-cellen hun werk alleen kunnen doen in aanwezigheid van dendritische cellen.
Postuum
Kort na de bekendmaking van de Nobelprijs voor de Geneeskunde bleek dat de Canadese winnaar Ralph Steinman afgelopen vrijdag is overleden aan de gevolgen van kanker. Normaal gesproken wordt de Nobelprijs niet postuum uitgereikt. In dit uitzonderlijke geval heeft het Nobel-comité echter besloten de prijs toch aan Steinman toe te kennen.
Verder onderzoek van Steinman richtte zich op de vraag hoe het adaptieve afweersysteem weet wanneer het in actie moet komen. Hij ontdekte dat dendritische cellen signalen oppikken van het aangeboren afweersysteem en op die manier de T-cellen activeren. Vorig jaar kreeg Steinman voor zijn werk al de prestigieuze Heinekenprijs uitgereikt.
De ontdekkingen van Beutler, Hoffmann en Steinman hebben het mogelijk gemaakt te zoeken naar nieuwe methoden om ziekte te voorkomen of te behandelen. Doordat er meer bekend is over de werking van het afweersysteem werden vaccins tegen infectieziekten verbeterd. Daarnaast zijn vele pogingen gedaan om het afweersysteem op zo’n manier te stimuleren dat het tumorcellen aanvalt en gezonde cellen met rust laat. Ook begrijpen we nu beter hoe het komt dat het afweersysteem soms ons eigen lichaam aanvalt, met vervelende ontstekingen tot gevolg.
Zie ook:
- Nobelprijzen 2011 (Kennislinkartikel)
- ‘Medisch onderzoek kan een stuk logischer’ (Interview met Ralph Steinman naar aanleiding van de Heinekenprijs 2010)
- Intrigerende dirigenten (Cicero)