NK-cellen maken deel uit van het aangeboren immuunsysteem en behoren tot de leukocytengroep, de blanke bloed cellen. Hun belangrijkste functie is om geïnfecteerde en gedegenereerde endogene cellen te herkennen en de cellen rechtstreeks aan te vallen door cytotoxische middelen die het membraan van de doelcel gedeeltelijk oplossen en de geprogrammeerde celdood initiëren. NK-cellen herkennen ‘normale’ somatische cellen aan de MHC-I-structuren die gezonde cellen op hun oppervlak vertonen.
Wat is de NK-cel?
NK-cellen (natural killer-cellen) zijn een speciaal type wit bloed cel die het bloed patrouilleert en weefselvocht Ze maken deel uit van het aangeboren immuunsysteem en gezonde, endogene cellen herkennen door speciale structuren genaamd major histocompatibility complex (MHC-I) moleculen, die alleen volledig aanwezig zijn in gezonde cellen. Als cellen met onvolledige MHC-I moleculen worden geïdentificeerd, zijn ze hoogstwaarschijnlijk geïnfecteerd door intracellulaire micro-organismen of gedegenereerde cellen (tumorcellen). De NK-cel wordt dan onmiddellijk geactiveerd en valt de cel aan die is geïdentificeerd als geïnfecteerd of gedegenereerd. Ze zijn in staat om cytotoxische stoffen af te geven die een gedeeltelijke membraanoplossing in de doelcellen veroorzaken en die apoptose of geprogrammeerde celdood kunnen veroorzaken. De tegenhanger van de NK-cellen zijn de T-lymfocyten, die deel uitmaken van het adaptieve, het verworven immuunsysteem Ze zijn elk gespecialiseerd in een bepaalde ziekteverwekker, die wordt onthuld door extra structuren op het celoppervlak en een antigeen wordt genoemd.
Anatomie en structuur
NK-cellen worden gevormd uit lymfoïde voorlopercellen die hun oorsprong hebben in de beenmerg De gedifferentieerde NK-cellen komen vrij in de bloedbaan en het lymfestelsel, waar ze onmiddellijk aan hun patrouilles beginnen. Als een onderscheidend kenmerk hebben NK-cellen talrijke blaasjes die cytotoxische stoffen bevatten zoals perforine om het membraan van de aangevallen cel op te lossen en proteasen die dienen om de cel apoptotisch te demonteren en viraal RNA. De apoptose van de doelcel heeft het voordeel dat bijvoorbeeld fragmenten tot individueel gedefinieerd aminozuren zijn gemaakt van eiwitten, die opnieuw in het metabolisme worden geïntroduceerd. NK-cellen worden gekenmerkt door speciale receptoren op hun oppervlak die reageren met de MHC-I-structuren van endogene cellen. Dit zijn KIR-receptoren (killercel immunoglobuline-achtige receptoren) en zogenaamde natuurlijke cytotoxische receptoren (NCR). KIR-receptoren worden onderscheiden tussen activerende en remmende receptoren. NCR's zijn ook belangrijk voor de herkenning van vrienden en vijanden en voor de beslissing om aan te vallen of te deactiveren.
Functie en taken
NK-cellen vervullen de belangrijkste taken van het identificeren en bestrijden van gedegenereerde lichaamscellen. Gedegenereerde somatische cellen kunnen intracellulair geïnfecteerde cellen of tumorcellen zijn. Om dit te doen, vertrouwen NK-cellen op hun receptorsysteem, dat alleen kan controleren op de volledigheid van hun MHC-I-structuren in doelcellen, maar niet op aanvullende structuren zoals antigenen. Omdat sommigen virussen gebruik maken van de specifieke zwakte van NK-celherkenning om hun 'gastheercel' het killersysteem te ontnemen, de NK-cellen werken nauw samen met de cytotoxische T-cellen, die, als zeer moderne evolutieve ontwikkelingen, deel uitmaken van het adaptieve, dat wil zeggen de verworven immuunsysteem. T-cellen zijn echter slechts gespecialiseerd voor één antigeen tegelijk, dus een zeer groot aantal verschillend gespecialiseerde T-cellen is vereist om het diverse spectrum van virussen die het doelwit kunnen zijn van infectie. NK-cellen zouden ook wel eerstelijns verdedigingscellen kunnen worden genoemd omdat ze, na herkenning van een gedegenereerde cel of een cel die intracellulair door micro-organismen is geïnfecteerd, onmiddellijk hun strijd kunnen aangaan. Ze kunnen worden vergeleken met een gewapende politiemacht die niet alleen kan verkennen, maar ook onmiddellijk met gewapende macht kan ingrijpen als dat nodig is. Omdat de NK-cellen ook worden misleid door bepaalde intracellulaire pathogenen - vooral virussen - ondersteuning van de cytotoxische T-cellen is nuttig. Tijd kan een belangrijke rol spelen bij het bestrijden van zieke cellen, bijvoorbeeld om exponentiële proliferatie van viraal RNA te voorkomen. De taak van de NK-cellen is dan ook om de doelcel zodanig aan te vallen met cytotoxische stoffen dat ook het virale RNA wordt afgebroken om te voorkomen dat het zich verder vermenigvuldigt.
Ziekten
Het immuunsysteem, in al zijn dynamiek, is ook onderhevig aan hormonale invloeden. Zelfs sympathische en parasympathische systeembesturingen beïnvloeden NK-cellen en cytotoxische T-cellen. Interessant is dat wanneer het lichaam sympathiek is afgestemd op acuut spanning en dus om fysieke prestaties te bereiken, worden NK-cellen ook verhoogd en op "verhoogde alertheid" gezet. Cytotoxische T-cellen worden vertraagd door acute perioden van spanning, die blijkbaar door evolutie is opgezet omdat snelle immuunresponsen voordelig zijn tijdens een acute dreiging met risico op letsel en bijbehorend risico op infectie. Bij chronisch spanning omstandigheden is de situatie anders. Chronische stress leidt tot een verzwakking van het immuunsysteem, NK-cellen en T-cellen nemen niet alleen in aantal af, maar ook in alertheid. Dit is de reden waarom topsporters kort voor grote wedstrijden vaak een verhoogde vatbaarheid voor infecties vertonen. Verminderde NK-celactiviteit kan ook het gevolg zijn van ongewenste bijwerkingen als gevolg van blootstelling aan geneesmiddelen (chemotherapie) of bestraling, terwijl erfelijke disfunctie in NK-cellen uiterst zeldzaam is. De rol van NK-cellen in weefselspecifiek autoimmuunziekten zoals type 1 suikerziekte mellitus, multiple sclerose, en de ziekte van Hashimoto, of systemisch autoimmuunziekten, is nog niet voldoende opgehelderd. Het is denkbaar dat NK-cellen samen met T-cellen een activerend effect hebben, zodat de T-cellen de daadwerkelijke aanvallen op de lichaamseigen cellen uitvoeren. Aan de andere kant kunnen NK-cellen ook geactiveerde, auto-reactieve T-cellen herkennen als gedegenereerd en deze direct doden. Dit betekent dat NK-cellen zeer waarschijnlijk zowel initiërende en bevorderende als genezende effecten hebben autoimmuunziekten.
