Mechanismen waarmee de Borrelia bacterie het immuunsysteem omzeilt

The Brilliance of Borrelia: Mechanisms of Host Immune Evasion by Lyme Disease-Causing Spirochetes
Anderson C, Brissette CA.
Pathogens. 2021 Mar 2;10(3):281. doi: 10.3390/pathogens10030281.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8001052/

In een artikel, waarop we lang gehoopt hadden, beschrijven twee onderzoeksters de mechanismen waarmee Borrelia het immuunsysteem kan ontwijken en daarmee een persistentie infectie kan worden.

Ondanks activering van het aangeboren en aangeleerde afweersysteem, kan Borrelia verschillende tactieken gebruiken om deze te omzeilen. Borrelia ontsnapt zowel aan ‘detectie’ als aan ‘destructie’. Door te begrijpen welke methoden Borrelia gebruikt, snappen we ook beter hoe Borrelia zo ziekmakend kan zijn (pathologie) en inzicht hierin kan ook tot nieuwe effectieve behandelingen leiden.

Ze beginnen bij het “aangeboren afweersysteem”:

  1. De eerste afweerlinie van het lichaam is het ‘complement systeem’ – witte bloedcellen die direct ziekteverwekkers verorberen (lysis). Borrelia kan dit op twee manieren omzeilen: direct doordat verschillende proteïnen van Borrelia het complement systeem blokkeren, en indirect doordat regulerende enzymen in het complement systeem geblokkeerd worden. Het gevolg is dat er geen of verminderde ‘lysis’ optreedt. Ook proteïnen in het speeksel van teken blokkeren stappen in het complement systeem. In de afbeelding onderaan deze pagina wordt dit schematisch weergegeven.
  2. Het lichaam produceert antimicrobiologische proteïnen en peptiden als reactie op pathogenen, maar Borrelia is daar resistent voor. Een eiwit uit het tekenspeeksel, SALP15, helpt nog eens enkele van die proteïnen te binden. Borrelia produceert zelfs een oppervlakte proteïne die helpt om de productie van die antimicrobiologische stoffen te remmen.
  3. Afremmen van macrofagen: Borrelia stimuleert de stof IL10, die vervolgens de productie van ontstekingsstoffen (cytokinen) afremt! Zonder IL10 blijkt er 10x zoveel Borrelia opgeruimd te worden.
  4. Het tekenspeeksel bevat ook nog proteïnen die bepaalde chemokinen en alarminen binden, waardoor er minder witte bloedcellen naar de plek van infectie komen, wat als gevolg heeft dat de Borrelia kan worden overgedragen, vermenigvuldigen en verspreiden.
  5. Op de plek van infectie zorgen neutrocyten voor een uitbarsting van oxiderende stoffen die bijdragen aan de destructie van pathogenen. Borrelia is daar minder gevoelig voor omdat het niet van ijzer afhankelijk is, en omdat het een neutraliserende stof maakt die gebaseerd is op mangaan, waarvan Borrelia genoeg weet te verzamelen. Deze neutraliserende stof beschermt vooral intracellulaire Borrelia’s. Borrelia’s zijn nog wel te beschadigen door H2O2 (waterstofperoxide).
  6. Naast de spirocheetvorm kan Borrelia, in extreme omstandigheden, andere vormen aannemen: zoals een soort cyste die een lager metabolisme heeft (round bodies) en door samen te klonteren in biofilm-achtige vorm in met name bindweefsel. Naar hoe deze vormen er precies voor zorgen dat Borrelia het immuunsysteem kan vermijden, is meer onderzoek nodig.
  7. Borrelia maakt zich onzichtbaar voor het immuunsysteem door zich te binden aan cellen die betrokken zijn bij de opbouw van bindweefsel en wondheling (fibrocyten en fibroblasten), door zich te verstoppen in cellen die de wand van bloedvaten bekleden (endothele cellen), in macrofagen, en in zenuwcellen (zowel neuronen als gliacellen). Het vermogen van Borrelia om langdurig co-culturen aan te gaan met menselijke fibroblasten, ondersteunt het concept dat Borrelia aan het immuunsysteem kan ontsnappen door zich intracellulair te verstoppen.

Maar hier mee is het nog niet gedaan. Het overzicht gaat verder met de “aangeleerde afweer”.

  1. De humorale respons werkt doordat B cellen in de lymfeknopen antistoffen produceren. Het lijkt erop dat Borrelia vroeg bij de infectie in de lymfeknopen gaat zitten, en daar de T en B cellen weefselzones vernietigd. Deze invasie verstoort het vermogen van het immuunsysteem om zogenaamde ‘germinal centers’ op te bouwen. Die centra zorgen voor lang-levende plasmacellen die antistoffen blijven maken en die ‘memory B cellen’ induceren. Daarbovenop, SALP15 uit het tekenspeeksel zorgt op de plek van infectie, ook voor een remming van die langdurige antistofproductie door deze plasmacellen. Verschillende mechanismen zorgen ervoor dat de B cellen geen omslag maken naar IgG productie zodat er te weinig IgG productie op gang komt en een verhoogde langdurige IgM productie – maar IgM kan door zijn grootte niet in weefsels zoals de huid komen waardoor Borrelia in dergelijke weefsels niet opgeruimd kan worden.
  2. Borrelia burgdorferi ontsnapt ook aan detectie door antigeen variatie van het ‘outer surface protein’ VlsE.

De conclusie van de schrijfsters is dat er nog veel te leren is en dat er meer onderzoek nodig is om te verhelderen wat exact de mechanismen zijn die Borrelia gebruikt om te interacteren met de verschillende onderdelen van de immuunrespons en deze te omzeilen.

Wat het overzicht niet meldt is wat de bevindingen betekenen voor de testbaarheid van een Borrelia-besmetting en voor de behandelbaarheid van Lymeziekte. Al is er niet veel fantasie nodig om te bedenken dat het testen via antistof- en cellulaire testen een hachelijk zaak is en Borrelia moeilijk bestrijdbaar. De vraag is bij welk deel van de ‘PTLD’ (“Post Treatment Lyme Disease) patiënten dit een persistentie infectie betekent – en hoe dit te meten. Toch zijn we blij met dit artikel omdat tot nu toe zo’n overzicht nog niet gemaakt was. Met dit overzicht worden de vragen die gesteld kunnen worden - over de pathologie van borrelia en bij welk deel van de lyme-populatie dit speelt - duidelijker.

Locations of interference for all three complement activation pathways

Bovenstaande afbeelding toont de locaties van interferentie voor alle drie complementactiveringsroutes. Rode vakken werden gebruikt om plaatsen van zowel directe als indirecte remming aan te duiden die betrokken zijn bij Borrelia burgdorferi-infectie. Oranje vakjes geven plaatsen aan van complimentenremming als gevolg van teken-speekselproteïnen. Afkortingen: Osp, proteīne van het buitenoppervlak; TSLPI, remmer van de teekspeeksel-lectine-route; Salp, speekselproteïne; Isac / Irac / Ixac, Ixodes anti-complement proteïnen. Gemaakt met BioRender.com.