Alledaagse virussen veroorzaken multipele sclerose

Multipele sclerose is een infectieziekte waarbij omhulsels van zenuwbanen ontstoken raken en worden vernietigd. Daarom is lang gedacht dat infectieveroorzakende stoffen of micro-organismen de ziekte moesten veroorzaken. Tot nu toe is echter nooit een indringer aangetoond die de zenuwen direct aanvalt, evenmin is er een theorie die verklaart hoe een indringer de ziekte veroorzaakt.

Voor het eerst is er nu een bewijs gevonden dat MS het indirecte gevolg is van een infectie. Gewone virussen die niet zelf de zenuwen aanvallen kunnen afweercellen stimuleren die zich vervolgens tegen eigen lichaamweefsels van de patiënt richten.

De onderzoekers Kai Wucherpfennig en Jack Strominger van HarvardUniversity benadrukken in hun publikatie in Cell dat ze nog niet hebben bewezen dat virussen MS veroorzaken. 'Maar hun studie zet een flinke stap in die richting,' zegt de ervaren MS-onderzoeker Michael Oldstone van de Scripps Research Foundation in Californië. Wucherpfennig en Strominger stellen niet alleen een nieuw mechanisme voor MS voor, het wordt ook mogelijk om andere auto-immuunziekten zoals suikerziekte en reuma beter te begrijpen.

Multipele sclerose treft wereldwijd jaarlijks ongeveer een miljoen mensen, tweemaal zoveel vrouwen als mannen. De symptomen beginnen vaak bij twintigers. Bij MS vallen afweercellen de beschermende myelinelaag rond zenuwbanen in de hersenen en het ruggemerg aan. In golven van spontaan herstel en verergering verliezen MS-patiënten langzaam maar zeker hun spiercontrole en coördinatie.

Oldstone en mede-onderzoekers suggereerden ongeveer tien jaar geleden dat afweercellen zich tegen de eigen lichaamscellen kunnen richten als virussen zich zo weten te vermommen dat ze op menselijke 'onderdelen' lijken. Volgens deze hypothese proberen infectiebronnen aan detectie van het afweersysteem te ontkomen door de vorm van stukjes van menselijke eiwitten (peptiden) te 'imiteren'. Ondanks die menselijk aandoende peptiden worden sommige virussen dan toch nog herkend als indringer en aangevallen, maar het afweersysteem bevecht dan zowel de indringer als het eigen lichaam.

Het was moeilijk om die hypothese van Oldstone te bewijzen. Opsporen van de lokaas-peptiden temidden van duizenden anderen op het oppervlak van een virus is een tijdrovende en ondankbare taak. Wucherpfennig en Strominger vergrootten hun succeskans door de driedimensionale structuur van het menselijke doel te analyseren waar het afweersysteem zich bij MS op richt. Dat is een peptide uit het eiwit myeline, een eiwit dat een beschermende en isolerende laag om de zenuwbanen vormt. Daaruit leidden beide onderzoekers structurele kenmerken van de peptiden op het oppervlak van virussen af. Aan de hand daarvan zochten ze in een proteïne-datank waarin structurele gegevens van honderden proteïnen liggen opgeslagen.

Van de 600 peptiden die aan de gestelde eisen voldeden waren er een aantal die in werkelijkheid een belangrijk type zelf-agressieve T-lymfocyten in MS-patiënten activeerden. Eén bacterieel peptide deed hetzelfde. Het afweersysteem van de niet-MS-patiënten die als controle dienden reageerde niet.

Het mooie aan deze studie, zegt de oude rot in het vak Oldstone, is dat het onderzoekers het gereedschap verschaft waarmee ook de structuur van virale peptiden in andere auto-immuunziekten dan MS is vast te stellen.

Omdat MS een tamelijk zeldzame ziekte is, zou je verwachten dat ook de betrokken virussen niet vaak opduiken. Maar Wucherpfennig en Strominger tonen juist het tegenovergestelde aan. De virussen die de afweercellen van de MS-patiënt tot schurkenstreken aanzetten blijken heel gewone, wijdverspreide virussen te zijn. Er zitten herpes simplex en humane papillomavirsussen bij die koorstlip en baarmoederhalskanker veroorzaken. Het Epstein-Barr-virus zit erbij, waar zeer veel mensen mee geïnfecteerd zijn en dat een rol speelt bij het ontstaan van enkele soorten kanker. Verder als boosdoeners duiken peptiden op van influenza-, adeno- en reovirussen die griep en verkoudheid veroorzaken. De ene betrokken bacterie is van de soort Pseudomonas aeruginosa die op de menselijke huid leeft, bijna nooit schade aanricht, maar soms ziekenhuisinfecties veroorzaakt.

Verkoudheid

Hoe kan het dan dat niet iedereen na een verkoudheid MS krijgt? Waarschijnlijk wordt dit bepaald door een combinatie van genetische aanleg en toevallige veranderingen in ieders afweersysteem. Zelfs voor een identieke tweelingen, dus met identieke genen, waarvan de ene helft MS heeft is de kans dat de andere de ziekte ook krijgt maar 25%. De oorzaak hiervan ligt gedeeltelijk in het feit dat de genen wel, maar de voorraad en kenmerken van de T-lymfocyten niet gelijk zijn, als gevolg van een genetische husselprocedure bij de vorming van het afweersysteem.

De onderzoekers denken dat MS begint als een virus, die rustende T-lymfocyten activeert die in klein aantal voortdurend door ons lichaam circuleren. Eenmaal geactiveerd zullen enkele van deze T-lymfocyten de voor witte bloedcellen ondoordringbare bloed-hersenbarrière passeren. Daar aangekomen vallen de T-cellen het op het virusopppervlak gelijkende peptiden in de schacht rond de zenuwcellen aan.

Virale vermomming

Om dat scenario te bewijzen proberen de onderzoekers een verband te vinden tussen virale vermomming en het begin van de ziekte. Ze moeten daarvoor patiënten onderzoeken die voor het eerst verschijnselen krijgen. Zo'n onderzoek zal waarschijnlijk jaren duren. Totdat er resultaat is, zegt Strominger, kan er over mogelijke effectieve behandelingen alleen maar worden gespeculeerd. Maar als de hypothese klopt zouden er vaccins mogelijk moeten zijn.

Strominger: 'Voorlopig kunnen we dan alleen aan in families voorkomende MS denken. Als we kinderen met een hoge-risico-genotype kunnen identificeren, zouden we kunnen vaccineren tegen virussen met bepaalde voor hen gevaarlijke eigenschappen.'

Het werkelijke probleem van auto-immuunziekten zit dieper. Wucherpfennig spreekt liever van een 'ingebouwd ongeluk in het ontwerp van de mens' dan van een sluwe virale list. De Duitse onderzoeker uit Göttingen legt uit dat het menselijk afweersysteem zich tegen indringers verweert door at random miljoenen T-cellen te produceren die ieder een ander stukje eiwit herkennen. 'De strategie van ons afweersysteem is om iedere mogelijke defensie op de plank te hebben liggen en die te gebruiken als het nodig is.'

De voorraad T-cellen die klaar ligt voor de herkenning en bestrijding van indringers wordt vroeg in het leven gevormd. De at random geproduceerde onrijpe T-cellen (thymocyten) ondergaan op de kinderleeftijd selectie en rijping in de thymus. Daar worden ze getest op reactiviteit tegen eigen lichaamspeptiden. De T-cellen die te sterk op 'zelf' reageren worden vernietigd.

De vraag is: waarom bestaan er 'zelf'-T-cellen? En waarom worden ze soms opnieuw geactiveerd? Het antwoord is: het risico dat er eens een afweercel tussen zit die zich tegen eigen lichaamsmateriaal richt is kennelijk de prijs die een individu soms moet betalen voor een slagvaardige protectie van de hele bevolking.

Om aanvallen van virussen te overleven probeert het afweersysteem zich te wapenen tegen ieder infectieus peptide dat gedurende het leven ooit binnenkomt. Het afweersysteem is door de omstandigheden gedwongen misschien wel zo slagvaardig dat er soms individuen aan worden opgeofferd. Hoe grondiger het lichaam zich voorbereidt op het onbekende, hoe groter is de kans dat er tegen 'zelf' gerichte T-cellen ontstaan. Als de thymus wat strenger zou zijn, zouden we misschien meer aan infectieziekten en minder aan auto-immuunziekten lijden. Maar auto-immuniteit is bijna altijd gericht op een grensgebied. Er zijn enkele vrij snel dodelijke auto-immuunziekten. Maar veel van die ziekten (reuma, MS) zijn gericht tegen peptiden die niet vaak in contact komen met afweercellen. Weinig T-cellen dringen door in de gewrichten (reuma) en de hersenen (myeline).

Op die manier zien de auteurs van het Cell-artikel het ontstaan van MS: de tot rust gebrachte 'zelf'-reactieve T-cellen circuleren in het bloed, maar komen nooit in het centraalzenuwstelsel. Maar als ze zich toch vermenigvuldigen na activatie door een virus dringt een enkele het zenuwstelsel binnen, vinden daar een doel en worden nog verder geactiveerd, met verergerende MS als gevolg.