Tuberculosevaccin versterkt immuunsysteem Onderzoek universiteit Bonn en Radboudumc verklaart hoe BCG-vaccinatie de gevoeligheid voor infecties vermindert

16 juni 2020

Een tuberculosevaccin dat 100 jaar geleden is ontwikkeld maakt gevaccineerde personen ook minder vatbaar voor andere infecties. Hoewel dit effect al lange tijd wordt herkend, is niet bekend wat de oorzaak ervan is. Samen met collega's uit Australië en Denemarken hebben onderzoekers van het Radboudumc en de Universiteit van Bonn nu een mogelijk antwoord op deze vraag gepresenteerd. Hun resultaten zijn ook interessant wanneer wordt gekeken naar de Covid-19-pandemie: diverse onderzoeken testen momenteel de toepassing van het vaccin bij het voorkomen van ernstig ziekteverloop bij risicogroepen zoals ziekenhuispersoneel en ouderen. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift ‘Cell Host & Microbe’.

Het BCG-vaccin (de afkorting staat voor Bacillus Calmette-Guérin) is het enige vaccin dat effectieve bescherming biedt tegen infecties met de tuberculosebacterie. Sinds de eerste medische toepassing in 1921 is het product al miljarden keren gebruikt. Een onverwacht neveneffect werd duidelijk: gevaccineerde individuen kregen niet alleen veel minder vaak tuberculose, maar ook andere infecties. Eén voorbeeld komt uit Guinee-Bissau in West-Afrika. Daar was de sterfte onder gevaccineerde pasgeborenen bijna 40 procent lager dan bij ongevaccineerde baby's.
 
Een soortgelijk effect is nu waargenomen bij andere vaccins, bijna uitsluitend bij die vaccins die zijn gebaseerd op levende ziekteverwekkers. Deskundigen hebben het ook over ‘getrainde immuniteit’: het vermogen van de aangeboren immuunrespons om efficiënter te worden, onafhankelijk van het type herbesmetting. Het is echter nog steeds grotendeels onbekend waarom dit aangeleerde effect jaren kan voortduren, zelfs lang nadat de immuuncellen die in het bloed circuleerden ten tijde van de vaccinatie zijn verdwenen. Gedetailleerde onderzoeken over dit onderwerp ontbraken, vooral onderzoeken bij de mens. Dit nieuwe onderzoek vult dit kennisgebrek voor een deel aan: "We hebben 15 vrijwilligers ingeënt met het BCG-vaccin en ter vergelijking een placebo toegediend aan nog eens vijf mensen," legt Prof. Dr. Mihai Netea van het Radboudumc in Nijmegen uit. “Drie maanden later hebben we zowel bloed- als beenmergmonsters van deze personen afgenomen.”
 
Er zijn enkele opvallende verschillen tussen de twee groepen waargenomen. Zo produceerden de immuuncellen in het bloed van gevaccineerde proefpersonen aanzienlijk meer ontstekingsboodschappers. Deze zogenoemde cytokinen versterken de effectiviteit van de immuunreactie; ze vragen bijvoorbeeld hulp aan andere immuuncellen en leiden ze naar de plaats van de infectie. Bovendien vertoonden de immuuncellen van gevaccineerde personen activiteit in hele andere genen dan de immuuncellen van de placebogroep, met name in de genen die nodig zijn voor de productie van cytokinen.
 
Eenvoudigere toegang tot genen voor infectiebescherming
Het bloed bevat veel verschillende soorten immuuncellen. Deze worden allemaal geproduceerd in het beenmerg. Dit is waar de zogenaamde hematopoëtische stamcellen groeien, de ‘moeders’ van alle immuuncellen. De BCG-vaccinatie veroorzaakt ook langdurige veranderingen in hun genetische programmering. "We hebben vastgesteld dat bepaald genetisch materiaal na vaccinatie toegankelijker wordt, wat betekent dat het vaker door de cellen ‘gelezen’ kan worden," zegt Prof. Dr. Andreas Schlitzer van het LIMES Instituut aan de Universiteit van Bonn.
 
Metaforisch gesproken bevat de kern van elke menselijke cel een enorme bibliotheek met tienduizenden boeken, de genen. Wanneer de cel een bepaald molecuul wil produceren, bijvoorbeeld een cytokine, zoekt het de montage-instructies op in het overeenkomstige boek. Maar niet alle boeken zijn gemakkelijk beschikbaar, want sommige worden bijvoorbeeld achter slot en grendel bewaard. De BCG-vaccinatie maakt nu een aantal van deze boeken beschikbaar, waarschijnlijk voor vele maanden of jaren. Dit zijn onder meer de boeken die nodig zijn voor een grotere productie van cytokines. “Dit verklaart waarom de vaccinatie leidt tot een verbeterde immuunrespons voor een langere periode,” aldus Netea. “Dit zou wel eens de basis kunnen zijn voor de blijvende impact van het trainingseffect.”
 
Een ander aspect is ook interessant: de meeste vrijgegeven boeken, dat wil zeggen de genen die toegankelijker worden nadat het vaccin is toegediend, worden extra gecontroleerd door een molecuul genaamd HNF (hepatic nuclear factor). Dit HNF zorgt ervoor dat de immuuncellen hun nieuwe vermogen voorzichtig gebruiken, wat betekent dat ze alleen cytokines afgeven als er daadwerkelijk een ziekteverwekker is die moet worden aangevallen. “Deze ontdekking kan mogelijk therapeutisch worden ingezet om de getrainde immuniteit specifiek te manipuleren," zo legt LIMES-onderzoeker Prof. Schlitzer uit.
 
De resultaten zijn ook interessant in het licht van de huidige Covid-19-pandemie: de onderzoekers hopen dat een BCG-vaccinatie een positief effect op de ziektebestrijding kan hebben. Hoewel het getrainde immuunsysteem infectie met het virus waarschijnlijk niet kan voorkomen, kan het misschien het risico op een ernstig verloop verminderen. Dit zou bijvoorbeeld gunstig zijn voor het bijzonder kwetsbare medische personeel. Op dit moment lopen er diverse grootschalige onderzoeken die een antwoord proberen te geven op deze vraag, waaronder twee onderzoeken in het Radboudumc en een ander onderzoek aan de Universiteit van Melbourne, die ook partner is in het huidige project.
 
Totdat de resultaten beschikbaar zijn raadt de Wereldgezondheidsorganisatie WHO echter nog geen massavaccinatie met het BCG-vaccin aan, mede om de voorraden in tuberculosegebieden niet in gevaar te brengen. Tuberculose eist jaarlijks meer dan een miljoen slachtoffers, waardoor het bovenaan de lijst staat van de dodelijkste infectieziekten ter wereld.
­­­­­­­­-
Publicatie in Cell Host & Microbe: BCG Vaccination in Humans Elicits Trained Immunity via the Hematopoietic Progenitor Compartment- Branko Cirovic, L. Charlotte J. de Bree, Laszlo Groh, Bas A. Blok, Joyce Chan, Walter J.F.M. van der Velden, M.E.J. Bremmers, Reinout van Crevel, Kristian Händler, Simone Picelli, Jonas Schulte-Schrepping, Kathrin Klee, Marije Oosting, Valerie A.C.M. Koeken, Jakko van Ingen, Yang Li, Christine S. Benn, Joachim L. Schultze, Leo A.B. Joosten, Nigel Curtis, Mihai G. Netea, Andreas Schlitzer

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen