Wat gebeurt er na een virusinfectie met de B-cellen in de lymfeklieren? Ariën Schiepers, winnaar van de Jong Talent Pfizer Prijs voor Life Sciences 2017, zoekt het uit.

In het promotieonderzoek van Ariën Schiepers bij Rockefeller University in de VS staan de B-cellen van het immuunsysteem centraal. Die spelen een hoofdrol als een virus ons belaagt. In de kiemcentra van de lymfeklieren vindt dan een selectie plaats van de beste B-cellen om de indringer te bestrijden. Die cellen produceren antilichamen of ontwikkelen zich tot geheugencellen. Bij een volgende aanval van hetzelfde virus liggen die laatste klaar om de infectie in de kiem te smoren.

Gelijke tred

Vaccins hebben hetzelfde resultaat en beschermen zo tegen ziektes. ‘Maar influenzavirussen of bijvoorbeeld hiv ontsnappen aan dat geheugen, doordat ze constant evolueren’, vertelt Schiepers. ‘Het zou prachtig zijn als de afweer gelijke tred zou kunnen houden met zo’n soort virus. Je hebt mensen die besmet raken met hiv, maar geen aids krijgen. Die elite controllers hebben zeldzaam breedwerkende antilichamen, die alle varianten van het virus neutraliseren. Kunnen we die efficiënte werking nabootsen met een vaccin? Voor we zover zijn, moeten we eerst doorgronden hoe het systeem werkt.’

Rockefeller is daarvoor ‘een ongelooflijk inspirerende omgeving’, vindt Schiepers. Tijdens zijn studie biomedische wetenschappen in Utrecht deed Schiepers er al een stage over de manier waarop het immuunsysteem antilichamen maakt tegen varianten van een virus als griep en hiv. Voor het bijbehorende verslag ontving hij in november 2017 de Jong Talent Pfizer Prijs voor Life Sciences.

Schiepers koos vervolgens bewust voor New York voor zijn promotie. ‘Ik werk in het team van Gabriel Victora. Dat is een aanstormend talent, een rockster in de immunologie.’ Een van de vragen die Schie­pers probeert te beantwoorden, is wat er gebeurt bij een volgende infectie, als het influenzavirus een gedaantewisseling heeft ondergaan door mutaties in de oppervlakte-eiwitten. Zijn het dan de B-­geheugen­cellen van de vorige infectie die in de kiemcentra een nieuw selectieproces ondergaan, of zijn het nieuwe, nog naïeve B-cellen, die worden opgeleid?

‘Of worden nieuwe, nog naïeve B-cellen, opgeleid?’

Bij Rockefeller University gebruikt Schie­pers twee-foton-microscopie, een fluorescentiemicroscopietechniek om B-cellen in hun ontwikkeling in de lymfeklieren te volgen. ‘We gebruiken een Brainbow-allel met vier verschillende fluorescentiekleuren en tien onderscheidbare kleurencombinaties om de B-cellen in de kiemcentra te markeren.’ Daar delen de B-cellen zich, waarbij mutaties optreden. De dochtercellen ondergaan vervolgens een toetsing.

Schiepers: ‘Kunnen ze zich binden aan het antigeen en weten ze voldoende steun te krijgen van T-helpercellen? Lukt dat niet, dan sterven ze af; alleen de beste cellen blijven over. Ook de dochtercellen kunnen we door de tijd heen volgen. Zo kijken we of we die cellen weer terugzien bij een tweede infectie.’

Krachtige combinatie

De kracht van zijn onderzoek schuilt in de combinatie met single cell sequencing, aldus Schiepers. Vanuit het mRNA van een enkele B-cel bepalen de onderzoekers de DNA-sequentie. De aandacht gaat vooral uit naar de mutaties die zijn opgetreden in de B-celreceptor, die de binding met het virus bepaalt. ‘Met de microscopietechniek kunnen we de cellen volgen en dankzij single cell sequencing kunnen we bepalen welke mutaties succesvol zijn’, vertelt Schiepers. ‘Het is basaal, fundamenteel werk. Een griepvaccin dat jaren werkt, dat is de droom.’