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 ?