Onderwijs in de Immunologie

Huub F.J. Savelkoul

Celbiologie en Immunologie groep

(Kern)concepten: • Concentratie op kernconcepten kan de overladenheid stof terugdringen • Structureren van leerstof langs kernconcepten draagt bij aan inzichtelijk leren • geeft inzicht in verbanden binnen en tussen kernconcepten Contexten: • Vakoverstijgende contexten kunnen samenhang tussen vakken zichtbaar maken • Contexten dragen bij aan een accurater beeld en versterken motivatie en attitude • Contexten geven betekenis aan concepten en bepalen wat en waarom je een vak leert • Illustratie van concept in verschillende contexten is relevant voor opbouw van kennis en vaardigheden

Context-concept benadering

Contexten: • Vakoverstijgende contexten kunnen samenhang tussen vakken zichtbaar maken. • Contexten dragen bij aan een accurater beeld van een vak en versterken motivatie en attitude. • Contexten geven betekenis aan concepten en bepalen wat en waarom je een vak leert • Illustratie van concept in verschillende contexten is voor opbouw van kennis en vaardigheden.

Context als basis voor: • Leefwereldcontexten • Maatschappelijke contexten • Beroepscontexten • Wetenschappelijke contexten (meer abstract)

Onderwijs geven • raadsel • anekdote • humor • I(C)T • Web-based • Werkvorm • ...

Relevantie: wetenschap praktijk diepgang

Programma: samenhang, vervolg

Vak: discipline docent(en) leerstoelgroep

Onderwijsbaarheid en haalbaarheid programma

toetsing

Context-concept visie als didactisch model

aantrekkelijkheid academisch niveau

Student: belangstelling motivatie attitude

Gezondheid en Immuniteit

Gezondheid bescherming tegen infecties (vaccinaties), tumoren,

overgevoeligheid en allergie, autoimmuniteit, etc. cruciale rol immuunsysteem in diverse levensfasen (gedrag, stress) vorming immuunrepertoire door interactie met darmmicrobiota erfelijke achtergrond: (epi)genetica en ziektegevoeligheid

Immuun-gemedieerde effecten Positief: immunomodulatie door voeding, leefstijl en omgeving

Negatief: voedselallergie, coeliakie, gedragsproblemen

Therapie immunotherapie: inductie van tolerantie, herstel van balansen

microbiotaherstel: hygiënehypothese, pre- en probiotica?

Nieuwe concepten in de Immunologie

1. Innate immuniteit, homing,

chronische mini-ontsteking

2. Regulatie adaptieve

immuniteit, T cel subsets

(Treg en IL-10)

3. Common mucosal

microbiota en

immuunsysteem,

B-cellen en IgA,

4. leaky gut, gut-brain axis

De power van het immuunsysteem

Belangrijkste functies van het immuunsysteem

Bescherming tegen infecties:

“non-self”

Bescherming tegen

kankercellen: “modified-self”

2x1012 cellen 600 lymfeklieren 170 g antilichamen (1021 mol) 5 L bloed (+ 5 L lymfe) 1.5 kg

Innate immuunherkenning

Pathogen associated molecular patters/danger signals en pattern Recognition Receptors

Oude pathogenen Old good friends Newly emerging infections

Ontsteking

warm – zwelling – roodheid – pijn - verlies van functie

Calor – tumor – rubor – dolor –

functio laesa

Full screen image with title

Natural Antibodies

Fases in de immuunrespons

Cross-talk en regulatie in het immuunsysteem

Treg

Th1

Th2

Th17 DC

MF

IL-23

allergie IL-4, IL-5 IL-13

IFN-g

IL-10, TGF-b

Innate immuniteit

Auto-immuniteit Schimmel

infecties

Antigeen-antilichaam interactie

Immunologisch geheugen

Infectie in de gastheer

Immuunantwoord

Infectieweerstand en immuniteit

Vader van de Immunologie: Edward Jenner

An Inquiry into the Causes and Effects of the Variolae Vaccinae (1798)

“ His work has saved more lives than the work of any other human.” Eradication of smallpox - WHO 1980

Eerste vaccinatie experiment - 1796

• April: Sarah Nelmes (melkmeisje) koepokken infectie (Blossom) • 14 mei: koepokken injectie in de arm van 8 jr James Fipps • d7: milde symptomen van infectie • 1 Juli: infectie James Fipps met pokkenvirus Geen symptomen van pokken • Maanden later herinfectie: geen symptomen en immuun

Ebola virus (WHO, klasse Risico Groep 4 Pathogeen (Biosafety Level 4)

Tandvleesbloeding

2014 Ebola Uitbraak, West Afrika

WHO Ebola Response Team. N Engl J Med 2014. DOI: 10.1056/NEJMoa1411100

http://www.cdc.gov/vhf/ebola/outbreaks/2014-west-africa/case-counts.html

9-1-2015

Reporting Date Total Cases Confirmed

Cases Total Deaths

Guinea 7 Jan 15 2,793 2,493 1,797

Liberia 6 Jan 15 8,263 3,123 3,515

Sierra Leone 6 Jan 15 10,030 7,759 2,977

Mali 23 Nov 14 8 7 6

United Kingdom

29 Dec 14 1 1 0

Nigeria** 15 Oct 14 20 19 8

Spain** 27 Oct 14 1 1 0

Senegal** 15 Oct 14 1 1 0

United States** 24 Oct 14 4 4 1

TOTAL 21,121 13,408 8,304

Pathofysiologie Ebola infectie

Endotheelcellen, dendritische cellen, macrofagen en levercellen zijn target voor infectie; NO productie

Viraal sGP blokkeert neutrofielen

Leverschade: bloedstollings stoornis

Cytokinenstorm

virus infectie induceert antilichamen die de virale infectiviteit stimuleren, complement activeren en celdood veroorzaken

Zmapp: Ebola vaccin

Gehumaniseerde mAb Specificiteit MB003: EBOV glycoproteïne epitopen 13C6; h13F6; c6D8 Survival rate: 10% tot 43%

Ebola vaccin Zmapp: c13C6 van MB-003 en twee chimere mAbs van ZMAb, c2G4 en c4G7 afkomstig van Zmab: muis m1H3, m2G4 en m4G7

Opruimen van infecties en tumoren

NK (natural killer cellen)

Activatie Effector T cellen

Normaal: reacties tegen pathogenen Inflammatoire ziekten, bv. reacties tegen zelf

Tolerantie en Regulatoire T cellen

Geen respons tegen zelf Gecontroleerde respons tegen pathogenen

Balans lymfocytenactivatie en controle

T-cel selectie in de thymus

Orgaan-specifieke tumoren bevatten stamcellen (hersenen, borst, dikke darm, leukemiën Aantal stamcellen en de delingscapaciteit verschillen per orgaan <<1 to 6 celdelingen per maand Dikke darm: 2x108 stamcellen Dunne darm 4x 106 stamcellen 150 keer meer stamceldelingen in dikke darm dan in dunne darm

Kanker stamcellen

VARIATION IN CANCER RISK AMONG TISSUES CAN BE EXPLAINED BY THE NUMBER OF STEM CELL DIVISIONS Tomasetti C, Vogelstein B Science 2 January 2015: Vol. 347 no. 6217 pp. 78-81; DOI:10.1126/science.1260825 65% random mutaties in delende kanker stamcellen = “bad luck” 35% vanwege erfelijke achtergrond (5-10%) en interactie met de omgeving (voeding, roken, luchtverontreiniging, etc) epigenetica!

Conclusies

Immuunsysteem doet veel meer

dan alleen bescherming tegen

infecties van buiten en/of danger

signalen van binnenuit.

Modulatie immuunsysteem

mogelijk via voeding en nodig voor

darmgezondheid bij westerse

welvaartziekten (chronische

ontstekingen). Vragen ?