Een gebrekkig immuunsysteem verklaart mogelijk waarom mannelijke zeepaardjes en zeenaalden zwanger kunnen zijn. Deze bevinding kan als inspiratie dienen voor nieuwe behandelingen voor immuunziektes in mensen en andere dieren.
Zeepaardjes en andere leden uit de vissenfamilie Syngnathidae staan bekend als de enige dieren ter wereld waarvan de mannetjes zwanger worden. Evolutie-ecoloog Oliva Roth van het Duitse GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research in Kiel wilde graag begrijpen hoe dat kan. Zij en haar collega’s lazen daarom het genoom uit van twaalf soorten syngnathiden, inclusief een aantal zeenaaldsoorten waarvan de mannetjes niet zwanger worden maar de bevruchte eicellen aan de buitenkant van hun lichaam dragen.
Indringers
De onderzoekers vonden dat bepaalde genen ofwel geïnactiveerd waren of misten in de soorten waarbij de mannen zwanger worden. Deze genen coderen voor eiwitten die major histocompatibility complex (MHC) heten en die betrokken zijn bij het immuunsysteem. Zo worden de MHC-2-genen gezien als cruciaal voor het herkennen van virussen, bacteriën en andere indringers. MHC-2-genen waren wel werkzaam in de soorten waarbij de eitjes in het water worden gedumpt of door de mannen aan de buitenkant van hun lichaam worden gedragen.
Mieren zijn magnifieke navigators
Mieren zijn in staat tot verbazingwekkende navigatieprestaties. Misschien kan waardering hiervoor helpen om deze insectensoorten te behouden.
De resultaten zijn te begrijpen vanuit een evolutionair perspectief. Actieve MHC-2-genen zouden de embryo’s in het zwangere mannenlijf aanvallen als indringers, zegt Roth. Zij presenteerde het onderzoek tijdens de SyngBio-bijeenkomst in het Chinese Guangzhou eerder dit jaar.
Revolutionair
Maar de studie zorgt ook voor nieuwe raadsels. Zeepaardjes en hun familieleden leven in ‘een oceaan van microben’, volgens Roth. Nu blijkt dat ze dat doen ondanks inactieve of afwezige MHC-2-genen.
Volgens Roth kan het dat ook andere gewervelden, zoals mensen, succesvol infecties kunnen bestrijden zonder volledig werkende MHC-2-genen – bijvoorbeeld bij een hiv-infectie.
‘Vroeger dachten we dat het immuunsysteem in alle gewervelden hetzelfde werkte, maar het blijkt nu een stuk flexibeler’, zegt ze. ‘Voor de immunologie is dit echt revolutionair, want dit betekent dat we mogelijk verschillende paden kunnen activeren om te compenseren voor bepaalde verliezen.’
Immuungeheimen
In andere gewervelden schakelt het zwangere vrouwenlichaam vroeg in de zwangerschap tijdelijk de MHC-2-genen uit. Maar dat is alleen in de cellen die het embryo omringen, zegt teamlid Jamie Parker, ook van GEOMAR. Dit weerhoudt het moederlichaam ervan om het embryo aan te vallen, terwijl de rest van het lichaam een functionerend immuunsysteem heeft door de actieve MHC-2-genen.
De huidige overtuiging dat MHC-2-genen nodig zijn voor het bestrijden van infecties staat nu op de tocht, zegt Roth. Zeepaardjes en veel zeenaalden hebben immers hun hele leven geen werkende MHC-2-genen. Als het wetenschappers lukt om de immuungeheimen van de zeepaardjes te ontrafelen en te begrijpen hoe ze kunnen overleven zonder MHC-2-genen, leidt dat mogelijk tot nieuwe behandelingen voor immuunziektes.
Overbodig?
‘De gebaande paden van het immuunsysteem van gewervelden blijken toch niet zo gebaand’, zegt Roth. ‘Door andere paden te vinden die de rol van MHC-2 over kunnen nemen, kunnen we auto-immuunziektes of andere immuundeficiënties zoals hiv beter behandelen. Afhankelijk van de behoeften is er veel meer mogelijk qua aanpassing.’
Christian Freund, hoogleraar biochemie aan de Vrije Universiteit van Berlijn zegt dat het onderzoek ‘heel interessant’ is. Toepassingen voorbij zeepaardjes en zeenaalden zijn volgens hem misschien ‘iets te hypothetisch’ op dit moment.
‘Misschien leven deze vissen in een ecologische niche die MHC-2 overbodig maakt, maar dat betekent niet dat het voor zoogdieren ook overbodig is in een compleet andere omgeving’, zegt hij. Toch vindt Freund de voorgestelde theorie wel logisch. Hij kijkt uit naar de verdere ontwikkelingen van dit onderzoek.
