Zwitserse wetenschappers hebben een stof ontwikkeld tegen het gevaarlijke gif botulinetoxine, dat ernstige verlammingen veroorzaakt. Celbiologen uit Utrecht testten de stof en zagen dat het toxine nauwelijks nog werd opgenomen door zenuwcellen. Een antistof tegen botulinetoxine is in de maak.
“Botulinetoxine wordt gemaakt door de bacterie Clostridium botulinum ”, vertelt Josta Kevenaar, een van de onderzoekers uit het Utrechtse team. “Deze bacterie komt vrij veel voor, maar meestal in inactieve vorm. Alleen onder speciale omstandigheden, als er weinig zuurstof is, gaat hij het toxine produceren. Je kunt het toxine binnen krijgen door het eten van besmet voedsel of door infectie van een open wond.”
“Zit het toxine eenmaal in je lichaam dan komt het terecht in de bloedsomloop”, gaat Kevenaar verder. “Zo komt het uiteindelijk aan bij de zenuwcellen waar het bindt aan een receptor. Via die receptor lift het toxine als het ware mee de zenuwuiteinden in. Daar knipt het een complex kapot waardoor de zenuwcellen geen neurotransmitters meer kunnen uitscheiden. Spieren kunnen dan niet meer worden aangestuurd.”
Biowapen
Vergiftiging met botulinetoxine (botulisme) zorgt dan ook voor allerlei verlammingsverschijnselen. Gelukkig is deze vorm van vergiftiging erg zeldzaam. In Nederland komt botulisme jaarlijks in enkele gevallen voor bij mensen. Bij dieren zie je deze vorm van vergiftiging iets vaker. Maar als het zo zeldzaam is, waarom hebben we dan een antistof nodig? Kevenaar: “botulinetoxine staat in de top 5 van mogelijk effectieve biowapens. Het gif is namelijk vrij makkelijk te produceren. De angst is dan ook dat er in de toekomst een aanslag wordt gepleegd waarbij voedsel en drinkwater besmet raken met botulinetoxine.”
Op deze manier probeert de stad Brussel botulisme bij eenden te voorkomen.
Wikimedia CommonsWetenschappers van het Zwitserse Paul Schrerrer Instituut hebben daarom de structuur van het toxine en de receptor waar het gif aan bindt in detail in beeld gebracht. Toen zij precies wisten hoe dit complex in elkaar zit, ontwikkelden zij een aantal peptiden die de interactie tussen het toxine en de receptor tegengaan. Het beste peptide – dat is het peptide dat de binding van botulinetoxine het meest verstoord – kwam naar Utrecht en werd daar getest op zenuwcellen uit de hersenen van ratten.
Kevenaar: “wij hebben het toxine gelabeld met een fluorescerend vlaggetje. Normaal gesproken wordt botulinetoxine opgenomen in de contactpunten tussen hersencellen. Die krijgen dan dus een kleurtje. Maar met het peptide uit Zwitserland zagen we veel minder gekleurde contactpunten. Dat is dus een belangrijke aanwijzing dat er na toediening van het peptide veel minder toxine wordt opgenomen in de zenuwcellen.”
Doorontwikkelen
Een mooi resultaat, maar een antistof is het nog niet direct. De Zwitsers gaan het peptide in de komende jaren dan ook verder doorontwikkelen. Zij gaan bijvoorbeeld proberen om het peptide nog effectiever te maken, wat ervoor moet zorgen dat de zenuwcellen nog minder van het toxine zullen opnemen.
Naast het knutselen aan het peptide gaan de Zwitsers proberen het toxine zelf te veranderen. Botulinetoxine wordt, in zeer lage concentraties, namelijk ook gebruikt voor medische behandelingen van aandoeningen waarbij de spieren overmatig samentrekken (zoals spasmen of scheelzien) en voor het tegengaan van rimpels. Bij deze behandelingen verspreidt het toxine zich niet door het lichaam en richt daardoor geen echte schade aan. Maar door het toxine specifieker te maken voor bepaalde typen zenuwcellen hopen de Zwitsers dat bijwerkingen van deze behandelingen in de toekomst helemaal tot het verleden behoren.