Transplantationer og immunologi

Immunforsvaret er det system som beskytter vores krop mod fremmede og ofte skadelige organismer såsom parasitter, vira, svampe og bakterier, dog er det ikke kun mikroorganismer men også uorganiske partikler, såvel som ødelagte celler og rester af nedbrudte celler der bliver bekæmpet. Dette er med til at sikre os imod en lang række sygdomme og andre invasioner. I første omgang sørger vores immunforsvar for, at den indtrængende organisme bekæmpes, men på længere sig oparbejder kroppen en modstandskraft for den fremmede indtrænger – immunitet. Selve immunforsvaret inddelinger og mekanismer vil blive beskrevet senere.

                      Måden vores immunsystem kan genkende fremmede organismer fra kroppens egne sker ifølge figur 1 ved at lymfocytten Th (T-hjælper) kan genkende strukturen på de proteiner (antigener) der er på kroppens egne vævsceller (og alle andre celler for den sags skyld), og med denne genkendelse følger ikke en reaktion. Kan Th derimod ikke genkende antigenet vil der blive slået alarm, da det nye transplanterede organ vil blive betragtet som en indtrængende organisme. Måden denne genkendelse eller mangel på samme fungerer på, er ved forskellige molekylære komplekser. De transplanterede celler vil have et tilfældigt antigen (illustreret ved en firkantet kasse på figuren kaldt MHC II) denne vil danne et kompleks med Th-cellens TCR protein og CD8, og med den nye celles eget MHCI og antigen. Da dette antigen og MHCI receptoren vil være fremmede for kroppen, og for Th, vil det nye væv blive klassificeret som værende fremmedartet, og i sagens natur ondartet (det ville naturligvis være smart hvis immunforsvaret derefter kunne skelne om den indtrængende organisme også var skadelig for kroppen, da en frastødning af organer kunne undgås, men således er vores system ikke indrettet).

 

Opgave b:

Når det indsatte organ/væv i første omgang ikke bliver accepteret som kroppens eget, vil en lang kæde af reaktioner gå i gang, som har til formål at afstøde og destruere det indsatte væv/organ. Først vil jeg dog beskrive de forskellige mekanismer immunsystemet består af. Som nævnt tidligere er vores immunsystem inddelt i forskellige grupper, som her følger:

·         Det ydre forsvar

·         Et uspecifikt, medfødt forsvar

·         Et specifik, tilegnet forsvar

Det første af de tre forsvarsmekanismer, det ydre passive forsvar, er for denne opgave irrelevant at beskrive nærmere, da man ved kirurgisk indgreb har passeret denne barriere, som ellers består af en lang række mere eller mindre uigennemtrængelige fysiske barrierer; hud, slimhinder, dannelsen af ugunstige miljøer for indtrængende organismer her eksempelvis lav pH eller slim. De organismer man selv indtager gennem føden bliver oftest nedbrudt i den stærke syre i mavesækken, og skulle de overleve er mavesækkens slimhinden beklædt med et tykt slimlag, og de vil også blive angrebet af forskellige fordøjelsesenzymer.

                      Den anden kategori er det uspecifikke forsvar, som er medfødt. Dette forsvar vil altid være den første reelle reaktion på en invasion, og systemet vil kunne genkende fremmede stoffer, som er nævnt tidligere i opgaven. Skulle en mikroorganisme eller andet alligevel trænge igennem det passive forsvar og bevæge sig ind i kroppen (tarmkanalen regnes ikke som en del af den indre krop (endoderm) men som en del af kroppens ydre (ektoderm) vil kroppens umiddelbare reaktion bestå i en bekæmpelse af den indtrængende. Denne bekæmpelse vil primært foregå ved at mikroorganismen bliver indlemmet i endocytose på en makrofag (fagocyt) og herinde vil organismen blive opløst Kunne beskrives mere præcist: Sammensmeltning med lysosom…... Bekæmpelsen kan også foregå ved en række processer, hvor mikroorganismens overflade angribes af forskellige stoffer fra immunforsvaret, som for eksempel kan være giftige for mikroorganismen eller mærke den så andre dele af immunforsvaret kan genkende den og herefter slå den ihjel. En tredje måde en fremmed mikroorganisme også kan tilintetgøres er vha. komplementærsystemet. I kroppen findes en række proteiner, som deltager i udryddelsen af mikroorganismer. En del af disse proteiner udgør tilsammen det nævnte "komplementsystem", som findes i blodplasma eller på cellers overflade. Nogle af proteinerne i komplementsystemet er i stand til at lave proteinkanaler i mikroorganismernes cellemembraner. Gennem disse kanaler strømmer der vand ind i mikroorganismen pga. det osmotiske tryk, som derfor vil gå til grunde/sprænges ( når en celle sprænger hedder det med et flot ord at den lyserer).

 Dog er det vigtigste våben fagocytterne som der reelt findes der tre slags af; neutrofile granulocytter, makrofager og monocytter, men den ene er en udvikling af den anden:

  • De neutrofile granulocytter findes især i blodet, hvorfra de hurtigt kan trænge ud i væv inficeret med mikroorganismer,
  • Monocytter findes i blodet, hvorfra de er i stand til at vandre ind i inficeret væv og der udvikle sig til makrofager.
    • Makrofager som er udviklede monocytter.

Mikroorganismer kan indlemmes af begge slags celler, som herefter vil bevæge sig med lymfevæsken hen til lymfeknuderne. Det uspecifikke forsvar er i sig selv ikke nok til at bekæmpe fremmede invasioner, men spiller dog en vigtig brik i aktiveringen af det næste niveau i immunforsvaret; det specifikke forsvar

                      Visse mikroorganismer, især specielle former for virus, kan undgå det uspecifikke immunforsvar. De fleste af disse mikroorganismer nedkæmpes af det tillærte, eller specifikke, immunforsvar. Således er det også tilfældet med indsatte organer som ikke accepteres af kroppen. Da disse vævsceller vil blive betragtet som invasive, vil kroppen reagere som ved en hver anden indtrængning. Og denne reaktion vil forløbe omtrent således, som det også er beskrevet i fig. 1:

  • Th, som er immunforsvarets dirigent, vil registrere de indtrængende celler, og således aktivere makrofager og T-dræber, samt en række andre B- og T-lymfocytter.
  • Makrofagerne vil, så vidt det er muligt at komme til, optage de nye celler endocytotisk, og opløse dem, derpå vil makrofagen fremstille cellens antigen på membranen ved brug af MHCII-antigen komplekset.
  • T-dræber vil også angribe de nye celler. T-dræber bærer på TCR og CD8, som kan danne kompleks med MHCI (som er illustreret med en kasse med trekantet indhug i) og antigenet på den ”inficerede” celle, som i dette tilfælde er en celle i det indsatte væv (pilen fra T-dræber illustrerer også dette på figur 1). T-dræber vil efter dannelse af MHC II, CD8, TCR kompleks indskyde en gift i cellen, denne gift består af små enzymholdige korn, og kaldes granula, hvoraf nogle af disse danner huller i cellens membran, som så går til grunde (jf. beskrivelsen af komplementærsystemet ovenfor).
De forskellige mikroorganismer har hver deres særlige kendetegn, som bestemte celler i immunforsvaret lærer at genkende. Når kroppen inficeres med en mikroorganisme, vil der oftest ske en symptomfri bekæmpelse af denne. I nogle tilfælde, vil der opstå sygdom i større eller mindre omfang. Under immunforsvarets bekæmpelse af mikroorganismen, vil bestemte celler kunne producere antistoffer immunglobuliner, som kan binde mikroorganismen sammen med andre mikroorganismer, således at makrofagerne kan indlemme større grupper af mikroorganismer ad gangen. Antistoffer produceres af en bestemt type hvide blodceller, B-lymfocytter (plasmaceller), som også er i stand til på længere sigt at kunne genkende en bestemt mikroorganisme. Ved fornyet infektion kan disse celler B-huske-celler hurtigt iværksætte en kraftig produktion af antistoffer. Immunforsvarets evne til at kunne "huske" mikroorganismer danner grundlaget for vaccination mod infektionssygdomme. Når kroppens immunforsvar har dræbt alle de ”indtrængende” celler fra det indopererede organ, vil organet være dødt, og resterne af de døde celler vil også blive opløst, af makrofaget. 

Når man transplanterer væv eller organer, ønsker man så vidt det er muligt at finde en donor, hvis celler, og dermed gener er så nært beslægtede som muligt. Derfor vil et familiemedlem ofte være at foretrække, da arvematerialet vil være beslægtet. Når man beskæftiger sig med genotyper i sammenhæng med organdonation, er det fordi de cellulære membranproteiner der bliver udtrykt gennem fænotypen, vil have betydning for genkendelsen af celler som værende organmodtagerens egne jf. ovenstående opgave.         

                      Som det fremgår af figur 2 er det en illustration af en familie med en mor, en far og fire børn. Gener for disse proteiner er her illustreret som værende recessive og der er co-dominans da alle gener er beskrevet med små bogstaver: a, b, c og d. Hvis man skal vurdere hvor der vil være størst sandsynlighed for vævstypelighed, må det i dette specifikke tilfælde være blandt børnene. Der er illustreret fire gener for vævstypen, og forældrene deler ingen af disse, således vil børnene kun kunne have ét gen fra hver af forældrene, hvorimod der er 25 % chance for lighed med en søskende (da der kun kan dannes fire forskellige sammensætninger). Dog er der også risikoen for, at ingen af generne er de samme (eksempelvis barn ac med barn bd), denne risiko er ligeledes på 25 %, dette er ikke tilfældet med en transplantation fra forældrene, hvor man altid vil dele et gen. Dog kunne man forestille sig en situation med et andet forældrepar:

  • Moderen: a, c
  • Faderen: c, b

Muligt afkom:

    • a, c 
    • a, b (i dette tilfælde ville moderen være ideel som donor)   
    • c, c
    • c, b (i dette tilfælde ville faderen være ideel som donor)
Det er således i det illustrerede tilfælde lige så godt at vælge forældrene som donorer.

Som nævnt i forrige opgave, stræber man efter at finde donorer med samme vævstype, men da dette ofte er vanskeligt, kan man med medicinsk indgriben, hindre at kroppen frastøder organet. Et af disse stoffer man kan medicinere med er ciclosporin. Dette medikament undertrykker forskellige funktioner i immunforsvaret. Det ciclosporin gør er, at bremse delingen af Th. ved at hæmme transskriptionen af gener der styrer celledelingen for Th. Dvs. efter Th har fået aflæst antigenet, og dermed opskriften på antistoffet, som den skal videreformidle til makrofager og T-dræberceller (jf. figur 1) kan denne information ikke bruges til meget, da den ene celle der har opskriften kun er effektiv hvis den kan dele sig, således at aktiveringen går langt hurtigere. Det vil med andre ord sige, at man går ind og hæmmer immunsystemet, hvor det er vigtigst. Da Th ikke er i stand til at aktivere resten af immunforsvaret vil det nye væv ikke blive afstødt som det er blevet forklaret i en af ovenstående opgaver.

Umiddelbart vil jeg ikke tro, at ciclosporin i de mængder der bliver doseret er i stand til at hæmme immunforsvaret fuldstændigt, da dette ville fatalt, og kunne medføre at man ville dø af de mest almindelige sygdomme, og denne situation ville minde om en person smittet med HIV virus, da HIV virussen og AIDS også angriber Th cellen, således at værten dør af ellers helbredelige sygdomme som forkølelse. Hvis dette var tilfældet med ciclosporin ville konsekvenserne være meget uheldige, jeg går derfor også ud fra, at doseringen er den minimale. Et andet problem ved denne form for medicinering er også, at så snart man stopper med det, vil kroppen igen sætte gang i en frastødning af det transplanterede organ, det er derfor nødvendigt med livslang medicinering.

Man bruger også ciclosporin i sammenhæng med leddegigt, som er en ledsygdom, hvor det er kroppens egne celler der bliver angrebet af T-dræber, bremsningen af denne sygdom foregår på samme måde som ved bremsningen af frastødning af et nyt organ. 

Den umiddelbare reaktion ved brugen af ciclosporin må være et nedsat immunforsvar, og den yderligere konsekvens af dette vil være hyppigere sygdom. Da kroppens immunforsvar er hæmmet, vil forskellige mikroorganismer såsom vira og svampe lettere kunne leve i kroppen og angribe deres målceller, som eksempelvis forkølelsesvirus der angriber slimproducerende celler i næse- og halsregionen. Denne reaktion ville forekomme da Th ikke er specifikke overfor frastødning af organvæv, men over for alle indtrængende organismer.

Problemet med organdonation er som omtalt tidligere at vævstypeligheden ofte er for forskellig, således at man må medicinere, med de bivirkninger der følger med, resten af patientens liv. En måde at løse dette problem ville være, hvis alle havde en enægget tvillingebror eller søster, men da det er ganske få der har det, er dette ikke en reel mulighed. Men alligevel er der en anden vej, som er i lighed med ovenstående forslag: stamceller. Stamceller er celler som er i stand til at udvikle sig til alt menneskeligt væv, og det specielle ved stamceller er at de indeholder det eksakt samme arvemateriale som en selv. Ideen er at man skulle udtage stamceller fra ens egen navlestreng eller blod, og holde dette nedfrossent til en eventuel organdonation skulle foretages. Lad os antage af en person x, har fået frosset stamceller ned. Han kommer ud for en ulykke, og hans lever beskadiges kraftigt. Her vil man så kunne indsætte nogle sunde og friske stamceller i x, og de vil således formere sig, indtil leveren er genskabt. Immunsystemet vil ikke reagere da generne vil komme til udtryk med de samme membranproteiner som de eksisterende celler i kroppen (det er især MHCI receptorerne der kan genkendes). På denne måde ville x kunne helbredes for en række sygdomme og ulykker, såsom muskelskader, skader på rygsøjlen, hjerneskader mm.

                      Nu kunne man så spørge sig selv om, hvorfor der ikke har været en meget større brug af stamceller. Men grunden til dette skyldes to ting vil jeg mene: Til dels er der altid i den brede del af befolkningen en hvis mistro og skepsis til forskere og deres resultater (historien har lært os, at ikke alt der er udviklet af folk i hvide kitler er godt af den grund), og derudover har især den katolske kirke, med sine over 1 milliard medlemmer, trukket kraftigt i håndbremsen[1], og fordømt alt der har med stamcelleforskning at gøre (det bør også nævnes at de andre to store religioner; jødedom og islam, aldrig har haft kontroverser med stamcelleforskning). Deres argument er, at evnen til at kunne skabe liv, og tage liv, ligger i Guds hænder, og det er ikke menneskets mening at skulle ændre på Guds vilje. Et andet problem med stamcelleforskning er, at tidligere har disse celler stammet fra fostre (eller oftere fra en et embryon) (en blastocyst i begyndelsen, omkring 4-5 dage, som består af omtrent 100-150 celler) som man bliver nød til at slå ihjel[2] og da den katolske kirke er imod abort, er de dermed også imod denne form for stamcelleforskning. Nedenfor har jeg opstillet de forskellige argumenter for og imod stamcelleforskning:

·         Argumenter imod stamcelleforskning (især embryonisk):

o   En embryote er også liv, og hvis man ikke deler denne betragtning kan man da sige, at en embryote er forstadiet til liv, hvilket vil sige at man slår liv ihjel for at redde liv, og dette syn kan ikke forsvares etisk.

o   Man skal hellere forske på andre områder af stamcellegrenen (eksempelvis ved celler fra navlestrengen eller fra fedtvæv)

·         Argumenter for stamcelleforskning

o   Hvis man ser på det ud fra et utilitaristisk[3] synspunkt vejer nytteværdien tungest i forskernes skål: effekten af stamcelleforskingen er langt større en de omkostninger der er involveret ved udtagelse af stamceller (også fra embryoner)

o   Et embryon er ikke det samme som et menneske, det er ikke liv i sig selv, men kan kun danne grundlag for liv

o   Groft sagt kan man sige at målet helligere midlet (en strengere version end det utilitaristiske synspunkt)

o   Embryoniske stamceller er dokumenteret til at egne sig bedre end stamceller fra blodet eller fedtvæv (bruges som modargument mod ideen om øget forskning på dette område)

Personligt ville jeg sige at man bør se utilitaristisk på denne sag, således at man vægter hvilke omkostninger det vil have at få gjort transplantation med stamceller tilgængeligt, og hvilke fordele det vil have. Jeg mener at fordele er langt større, og at ideen om at kunne helbrede liv ikke bør være en kontrovers i nogen religion. Derimod kan jeg til dels tilslutte mig argumentet om, at brugen af fostre bør undgås (uanset hvornår man regner med at det er et menneske), jeg mener ikke at helbredelse berettiger drab af fostre for egen nytte. Så hvis det er lykkedes forskere at isolere stamceller fra fedtvæv, og hvis øget forskning kan gøre disse stamceller lige så gode som stamceller fra embryoner, er dette en særdeles positiv nyhed.

En anden, og mere mørk side ved organdonation man kunne undgå ved stamcelleforskning, er ulovlig organtransplantation: velstillede personer der på mindre lovlige måder for købt sig til organer, fra mindre velstillede mennesker, eller i grovere tilfælde slår ihjel for at få organer, er noget af det mest foragtelige der finder sted. Kunne man komme dette sorte marked til livs, ville det være til gavn for hele menneskeheden.



[1] Eksempelvis har USA’s nuværende præsident George W. Bush, som dog ikke tilhører den katolske kirke, indført en lov i USA om, at penge fra staten ikke må bruges til stamcelleforskning, hvilket har været et stort slag imod stamcelleforskning.

[2] Dog er der blevet udført forsøg, hvor man har taget stamceller fra et museembryon, uden at dræbe denne. (Forskere fra Advanced Cell Technology of Worcester)

[3] Utilitarisme er en filosofisk retning der mener at alle handlinger skal bedømmes efter deres nytteværdi