Immunsystemet beskytter oss og holder oss friske. Det er komplekst og nøye regulert. Mange har hørt om den delen av immunsystemet som tilpasser seg hver enkelt infeksjon, og som gjør at vi kan bli immune mot noen sykdommer etter å ha hatt dem. Men immunsystemet er så mye mer.
En mindre kjent del er den som heter komplement. Komplement fester små «merkelapper» på bakterier og virus slik at de gjenkjennes og ødelegges før de gjør skade.
Her skal vi fortelle om et nyoppdaget triks komplement bruker for å stoppe virus.
Hva gjør komplementsystemet?
Komplement lager hull på bakterier som kommer inn i kroppen. Det kan sammenlignes med å ta hull på en ballong - lufta går ut og det hele kollapser.
Det består av en rekke proteiner som aktiverer hverandre i en regulert rekkefølge, som dominobrikker. Enden på visa er at bakterien blir perforert og dør.
Hvilemodus
Kroppen vår er bygd opp av røft 100 millioner millioner celler. Disse skal naturlig nok ikke bli drept av komplementproteinene, så de er utstyrt med beskyttelsesmekanismer som holder komplementsystemet i sjakk.
Normalt er komplementsystemet i hvilemodus, men det kan raskt settes i arbeid. Da aktiverer komplement-proteinene hverandre ett eller ett, i en kaskade av reaksjoner. Hvis du kutter deg og begynner å blø så står komplementsystemet klar til kamp i det øyeblikket bakterier kommer inn i såret.
Samspill med kroppens fotsoldater
Komplement sørger altså for at uønskede bakterier ødelegges. Det kan gjøres på flere måter.
«Den klassiske veien» er den mest effektive. Da samarbeider komplementsystemet med antistoffer for å ta knekken på inntrengeren.
Antistoffene er våre fotsoldater. De lages i løpet av en immunrespons, og er spesifikke for en gitt inntrenger. Når de binder seg til bakterier kan de rekruttere et komplementprotein som heter C1q. C1q fester seg bare til antistoffer som sitter fast i noe, som for eksempel en bakterie, men når de først gjør det blir det vei i vellinga. Da starter den serien av reaksjoner der komplementproteinene aktiverer hverandre. Det hele slutter i et termineringskompleks, en samling proteiner som samarbeider om å lage hull i overflaten av bakteriene. Og bakterien sprekker og dør.
Ny komplement-mekanisme setter virus ut av spill
Men hvordan kan komplement stoppe virus? Virus er helt avhengige av cellene de infiserer. De kan ikke formere seg på egenhånd, men lurer den infiserte cellen til å lage nye viruskopier.
Fra før vet vi at komplement bidrar beskyttelse i mot virusinfeksjoner. Men i motsetning til bakterier vet vi ikke så mye om mekanismene bak. Hvordan klarer komplement å stoppe virus?
I samarbeid med forskningsgruppen til Leo James (Cambridge, UK) har vi avslørt en helt ny måte komplementsystemet kan begrense virusinfeksjon. Vi har studert det som heter kappeløse virus. Et eksempel er adenoviruset.
I vår nye studie er et komplementprotein som kalles C4 sentralt. Vi viser at C4 kan hindre en virusinfeksjon. C4 kan binde seg til viruset og hindre det i å lage flere kopier av seg selv. Men hvordan?
Overraskende nok vil virus som har C4 på overflaten komme seg lettere inn i cellene enn virus uten C4. Det burde jo telle til virusets fordel, ikke vår. Men på neste trinn hjelper C4 oss. Da skal viruset demonteres, slik at virusgenene inni får fri tilgang til cellen. Denne demonteringsprosessen blir bremset av C4. Når ikke virusgenene slipper ut kan de heller ikke utnytte cellens maskineri til å lage nye virus. Istedenfor ender C4-bundet virus opp i cellenes søppeldynge, lysosymene, hvor det brytes ned (høyre side av figuren).
For sikkerhets skyld har cellene enda flere kort på hånda. Virus som klarer å komme seg helt inn til cellens indre kan også binde et protein som heter TRIM21. Dette fører til at viruset raskt blir fragmentert og fjernet (venstre side av figuren).
1: Virus med antistoffer bundet til overflaten kan infisere celler og entre cellen. Her kan antistoffene bli gjenkjent av TRIM21, noe som styrer viruset til cellens nedbrytningsmaskineri. Dette skjer før viruset har mulighet til å lage flere kopier av seg selv.
2: Antistoffene som er bundet til virus kan aktivere komplement og føre til at C4 binder virusoverflaten. Dette hindrer at virusgenene kommer ut, og viruset brytes ned.
Grunnforskning viser vei
Prosessene beskrevet over forutsetter at viruset har antistoffer på overflaten. Også i dette tilfellet mobiliserer vi altså flere forsvarsmekanismer på en gang. Forsvarsgrenene samarbeider og samlet er de med på å blokkere infeksjon og sykdom.
En dyptpløyende forståelse av hvordan vi er skrudd sammen, hvordan vi responderer når vi blir utsatt for infeksjon, og ikke mist, hvordan mikrobene er i stand til å lure vårt immunsystem, er helt avgjørende for at vi skal kunne designe morgendagens behandling av alvorlige infeksjonssykdommer.
Vi har tidligere blogget om hvorfor antistoffer er viktige i bekjempelse av adenovirus-infeksjon, samtidig som de kan være til hinder ved adenovirus-basert genterapi. De nye funnene gir mer innsikt i denne utfordringen. De to mekanismene vil dessverre ikke bare motvirke virusinfeksjon. De vil og begrense effekten av virus-basert genterapi.
At kroppen nedkjemper virus ved å benytte seg av både komplement og antistoffer er viktig å ta innover seg når vi utvikler virus-basert genterapi.
Les mer
Hør også om arbeidet her: Podcast about viruses – the kind that make you sick!
