Bodyguard beschermt Botox tegen maagzuur

Zenuwgif omhult zichzelf met een eiwit en ontsnapt aan de ontbinding

Illustratie van het verband tussen botulinumtoxine en het beschermende eiwit NTNHA, links als een moleculaire structuur, rechts als een oppervlaktestructuur - de eiwitsecties LC, HN en HC behoren tot het botulinumtoxine, nLC, nHN en nHC maken deel uit van het beschermende eiwit. © Rongsheng Jin / Sanford-Burnham Medical Research Institute
voorlezen

De sterkste neurotoxine ter wereld beschermt zichzelf met een bodyguard. Duitse en Amerikaanse onderzoekers hebben duidelijk gemaakt waarom het zeer giftige botulinumtoxine intact door de maag en dunne darm en in de bloedbaan kan komen. Zoals ze in het tijdschrift "Science" melden, omringt het toxische eiwit het met een ander, groot eiwitmolecuul, dat het beschermt tegen maagzuur en spijsverteringsenzymen.

"Deze twee eiwitten omhelzen en grijpen in elkaar - het ziet eruit als een handdruk", verklaart hoofdonderzoeker Rongsheng Jin van het Sanford-Burnham Medical Research Institute in La Jolla, Californië. Alleen in het onderste deel van de darm scheidt het gif van zijn lijfwacht. Alleen dan kan botulinumtoxine in het bloed terechtkomen.

Uniek van aard

"Dit is uiterst verrassend en uniek van aard", zegt co-auteur Andreas Rummel van de Hannover Medical School. "Eiwitten komen meestal niet in hun oorspronkelijke vorm in het bloed, maar worden eerder ontleed door maagsap en pancreasenzymen." De bacterie Clostridium botulinum produceert zowel het gif als zijn lijfwacht en scheidt beide als een complex af.

Volgens onderzoekers bepaalt de pH van de omgeving of botulinumtoxine en het beschermende eiwit NTNHA al dan niet combineren. In zure omgevingen, zoals in de maag, is de verbinding erg stevig, zoals de twee eiwitten aantrekken, schrijven de onderzoekers. Bij hogere, onschadelijke pH-waarden, typisch in het lagere darmgebied, konden ze niet langer aan elkaar blijven hangen en gescheiden. De onderzoekers ontwikkelden genetisch een niet-toxische versie van botulinumtoxine en het beschermende eiwit ervan en onderzochten de driedimensionale structuur van het complex nauwkeurig.

Nieuwe behandelingen voor vergiftiging en diabetes

De onderzoekers hopen dat hun bevindingen de vergiftiging door botulinumtoxine in de toekomst beter kunnen behandelen. "We kunnen hopelijk het gif en zijn lijfwacht te slim af zijn, " zegt Jin. Een medicijn kan het eiwitcomplex bijvoorbeeld doen denken dat er al een pH-verandering heeft plaatsgevonden. "Dat zou de beschermende omhelzing vroeg breken, en spijsverteringsenzymen en maagzuur zouden hun werk kunnen doen", zegt Jin. Vrij botulinumtoxine wordt onmiddellijk bij lage pH vernietigd. tonen

Bovendien kan het idee van de bodyguard worden overgedragen op andere gevoelige moleculen, zoals medicijnen die tot nu toe alleen kunnen worden geïnjecteerd, geloven de wetenschappers. "Twee medicijnen kunnen worden bevestigd aan een fragment van botulinumtoxine en vervolgens worden beschermd met NTNHA, " legt Jin uit. In dit geval zou het niet het effectieve gif zelf zijn dat wordt toegediend, alleen het deel dat aan het beschermende ei is gebonden.

Slikken in plaats van spuiten

Dergelijke gesupplementeerde medicatie kan dan worden ingeslikt in plaats van geïnjecteerd. "Een transportvoertuig kan de behandeling van veel ziekten, zoals diabetes mellitus, vergemakkelijken", zegt Rummel. De eerste contacten met een geïnteresseerd bedrijf zijn al vastgelegd.

Botulinumtoxine, beter bekend als Botox, veroorzaakt levensbedreigende vergiftiging bij mensen, meestal veroorzaakt door bedorven vlees of groenten uit oude blikken. Wanneer het gif het bloed binnenkomt, veroorzaakt het symptomen van verlamming, die zich uiteindelijk verspreiden naar de ademhalings- en hartspieren. In zeer lage concentraties is het geschikt voor het gladstrijken van rimpels en voor de behandeling van bewegingsstoornissen. (Science, 2012; doi: 10.1126 / science.1214270)

(Wetenschap / dapd, 27.02.2012 - BOS)