Botulinetoxine reist door het maagdarmkanaal in een soort ‘maanlander’ van proteïnen. Saboteer de landingspootjes van dit eiwitcomplex en het toxine heeft een probleem, schrijven Amerikaanse en Duitse onderzoekers in PLOS Pathogens.

Voor die sabotage denken ze genoeg te hebben aan vrij simpele suikers, en ze vermoeden dat je tegen alle vormen van het toxine dezelfde suikers kunt gebruiken. Als dat klopt, wordt het voor het eerst haalbaar om een flinke voorraad tegengif aan te leggen voor het geval dat terroristen de voedselketen proberen te vergiftigen. De antilichamen die nu beschikbaar zijn tegen het toxine, zijn voor dat doel niet geschikt: ze zijn niet universeel, beperkt houdbaar en veel te duur voor grootschalige inzet.

De ‘maanlander’ heeft een dubbele functie. Onderweg beschermt hij het toxine tegen het maagzuur, en na aankomst in de dunne darm brengt hij de verbinding met de darmwand tot stand zodat het toxine zich richting bloedbaan kan wurmen.

Met een combinatie van röntgenkristallografie, elektronenmicroscopie en computerberekeningen hebben de onderzoekers aangetoond dat het eiwitcomplex inderdaad iets wegheeft van Neil Armstrongs vehikel uit 1969, zij het met drie poten in plaats van vier. De ‘ontsnappingsmodule’ bestaat uit het toxine en een omringend eiwit dat de meest kwetsbare delen beschermt tegen het maagzuur. De ‘landingsmodule’, die in 1969 op de maan achterbleef, bestaat in dit geval uit 12 eiwitten: 3 in de kern en 3 in elke poot.

De afzonderlijke structuren van die eiwitten waren grotendeels al bekend, maar het is voor het eerst dat het hele complex in beeld komt.

De poten blijken zich te binden aan de uiteinden van bepaalde suikerketens (glycanen) die uit de darmwand steken. Elke poot heeft daarbij drie bindingsplekken. Het idee is nu om preventief suikers toe te dienen die zich aan die plekken binden vóórdat het complex de darmen bereikt, zodat de binding met de darmwand niet mee tot stand kan komen.

Hiervoor heb je geen suikerketens nodig: monosachariden zijn in princpe voldoende. Lactose en galactose komen in aanmerking, maar de onderzoekers geven de voorkeur aan isopropyl bèta-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG), een galactose-analoog dat voor mensen onverteerbaar is en dus wat langer actief zou moeten blijven, al blijft het een tijdelijke bescherming.

Voorzichtige proefjes met muizen sugegreren dat deze aanpak inderdaad zou kunnen werken.

Volgens de onderzoekers kun je trouwens ook denken aan hergebruik van de maanlanderstructuur voor het afleveren van ándere eiwitten in de darm, als therapie tegen andere ziektes.

bron: UC Irvine