Antistoffen in ons bloed geven informatie over ziekte en gezondheid | UMCG

Onderzoekers van het UMCG hebben voor het eerst het menselijk immuunsysteem in kaart gebracht. Dit deden zij door bij gezonde mensen en mensen met een chronische darmontsteking op grote schaal antistoffen in het bloed te bepalen. De variatie aan antistoffen in het lichaam blijkt per persoon verschillend en geeft informatie over hun gezondheid.

Zo konden de onderzoekers door naar de antistoffen te kijken, analyseren wat voor verband onze leefstijl en leefomgeving hebben met reacties van het immuunsysteem. Ook konden ze met specifieke antistoffen onderscheiden wie een chronische darmontsteking (de ziekte van Crohn of colitis ulcerosa) hebben en wie niet. Om de antistoffen in de algemene bevolking in kaart te brengen gebruikten de onderzoekers een nieuwe en revolutionaire immunologische technologie genaamd: phage-display immunoprecipitation sequencing (PhIP-Seq). Met deze techniek lukte het om de antistoffen in het bloed voor het eerst op een zeer grote en gedetailleerde schaal te onderzoeken. Dit deden zij bij ongeveer 1.400 mensen die meedoen aan het Lifelines-onderzoek en 500 mensen met een chronische darmontstekingsziekte.

Antistoffen in het menselijk immuunsysteem

Antistoffen herkennen mogelijke ziektemakers aan bepaalde eiwitten op de cel en helpen om die te bestrijden. Het afweersysteem van het lichaam maakt deze antistoffen aan. Je kunt ook nieuwe antistoffen aanmaken als je een bepaalde infectie of ziekte hebt gehad. Die worden dan toegevoegd aan het ‘geheugen’ van je afweersysteem om dezelfde ziekte de volgende keer sneller te kunnen herkennen.

Bibliotheek van 300.000 eiwitten

Antistoffen kunnen reageren op veel verschillende eiwitten: zowel die via virussen, schimmels, bacteriën en voeding in het menselijk lichaam komen als van lichaamseigen eiwitten. In dit onderzoek testten de onderzoekers op welke eiwitten de antistoffen van de deelnemers reageren. Hiervoor gebruikte zij een grote bibliotheek van meer dan 300.000 eiwitten waarop ons immuunsysteem mogelijk reageert. Zo zagen zij dat het immuunsysteem van sommige mensen reageert op bepaalde voedselcomponenten, zij hebben dan mogelijk een bepaalde voedselallergie.

Wat vertellen antistoffen over onze gezondheid?

Na de analyse van de antistoffen in het bloed, ontdekten de onderzoekers dat sommige antistoffen bij bijna alle mensen in het onderzoek voorkwamen, maar ook dat bepaalde antistoffen alleen voorkwamen bij kleinere groepen deelnemers. Aan bepaalde combinaties van antistoffen in het bloed zien onderzoekers welke ziekte iemand heeft gehad en of iemand een allergie heeft. Soms herkennen antistoffen ook menselijke eiwitten als mogelijke ziektemaker, dan ontstaat er een afweerreactie tegen het eigen lichaam. Dit kan een auto-immuunziekte, bijvoorbeeld reuma, veroorzaken.

Genen en omgeving beïnvloeden antistoffen in bloed

De onderzoekers ontdekten ook dat het geslacht, de leeftijd, en leefstijl (zoals roken) van deelnemers bepalend waren voor de variatie aan antistoffen die iemand heeft. Vier jaar na het bepalen van de antistoffen bij de deelnemers, hebben de onderzoekers dit opnieuw gedaan. Hieruit bleek dat de variatie aan antistoffen grotendeels stabiel was gebleven. Dit betekent dat eerdere afweerreacties van het lichaam nog lang in het ‘geheugen’ van het afweersysteem blijven. Ook zagen zij bij mensen die familie van elkaar zijn en samenwonen, een meer vergelijkbare variatie aan antistoffen dan familieleden die niet bij elkaar woonden. Dit laatste betekent dat de leefomgeving een belangrijke factor lijkt te zijn voor het ontstaan van bepaalde afweerreacties.

Antistoffen als ‘herkenner’ voor chronische darmziekten

De onderzoekers analyseerden ook antistoffen bij mensen met chronische darmontstekingsziekten (IBD). IBD kan ook worden gezien als een auto-immuunziekte, hoewel het ontstaan van deze ziekte ook door andere factoren kan ontstaan. De onderzoekers ontdekten dat er een grote diversiteit van bepaalde antistoffen in het bloed aanwezig is bij patiënten met IBD, die mogelijk als biomarkers voor de ziekte kunnen fungeren. Met biomarkers kunnen artsen beter ziekten herkennen. Tot nu toe waren er maar enkele tientallen specifieke antistoffen bekend bij patiënten met IBD. Met de nieuwe PhIP-Seq techniek konden de onderzoekers unieke patronen van enkele honderden antistoffen zien bij patiënten met IBD in vergelijking met gezonde mensen. Met een selectie van tien antistoffen konden zij patiënten met IBD al zeer nauwkeurig onderscheiden van mensen zonder IBD. De onderzoekers zagen ook verschillen in de variatie aan antistoffen binnen de groep patiënten met IBD: ze ontdekten dat bij een gecompliceerde vorm van de ziekte andere antistoffen voorkwamen dan bij een milde vorm van IBD.

Nieuwe kennis over het immuunsysteem

Met de revolutionaire techniek PhIP-Seq waarmee de onderzoekers de antistoffen van de Lifelines-deelnemers en mensen met chronische darmziekten in kaart brachten, is nu een belangrijke schat aan nieuwe informatie beschikbaar. Dit heeft meer kennis opgeleverd over welke eiwitten herkend worden door antistoffen en hoe die antistoffen voorkomen bij bepaalde ziekten. En welk verband onze genen, leefstijl en leefomgeving hebben met reacties van het immuunsysteem. Dankzij deze informatie kunnen onderzoekers infecties, auto-immuunziekten en allergieën beter begrijpen.

Daarnaast geven antistoffen in het bloed inzicht op welke bacteriën in de darm (het microbioom) het immuunsysteem reageert, zowel bij gezonde mensen als bij mensen met chronische darmontstekingen en kunnen antistoffen mogelijk ook voor de diagnostiek worden ingezet.

Over het onderzoek

De resultaten van het onderzoek verschenen afgelopen week in twee publicaties gepubliceerd in het toonaangevende tijdschrift Immunity. Dit onderzoek werd uitgevoerd door onderzoekers van de afdeling Maag-, Darm- en Leverziekten (dr. Arno Bourgonje en prof. dr. Rinse Weersma) en afdeling Genetica (drs. Sergio Andreu-Sánchez, prof. dr. Alexandra Zhernakova en prof. dr. Jingyuan Fu) van het UMCG in samenwerking met onderzoekers van het Weizmann Institute of Science in Israel. De onderzoekers hebben voor dit onderzoek gebruik gemaakt van gegevens van grote groepen van patiënten met chronische darmziekten (het 1000IBD cohort) en deelnemers van het Lifelines onderzoek. Dat dit onderzoek in het UMCG is gedaan, komt door de grote kennis die hier de afgelopen jaren is opgedaan met onderzoek naar de invloed van darmflora op gezondheid. In dit onderzoek stond vooral de interactie tussen het menselijk immuunsysteem en het microbioom centraal.

Lees hier de publicatie over de variatie in antistoffen in Lifelines-deelnemers en in patiënten met IBD in patiënten met IBD.