Onderzoekers van de Northwestern University en Harvard Medical School hebben de structuur geïdentificeerd van een complex van twee moleculen dat een centrale rol speelt bij allergische reacties.
Ruim 24 procent van de Nederlanders heeft een allergie. De medicijnen die voor allergiën, en ook voor astma, in gebruik zijn, grijpen alleen op de symptomen aan. Te laat, want de allergische reactie is dan al in volle gang. Met de ontdekking hoe antilichamen binden aan mestcel-receptoren kunnen nieuwe medicijnen worden ontwikkeld. Deze medicijnen pakken allergiereacties aan voordat het niezen en jeuken en – voor astma-patiënten – de ademhalingsstress beginnen.
De structuur van het antilichaam immunoglobine-E (IgE) en de binding aan de receptor (IgE-receptor) is bepaald met röntgenstraling. “Ons onderzoek geeft een driedimensionale beeld van hoe en waar het antilichaam de receptor bindt”, zegt de röntgenkristallograaf Theodore S. Jardetzky, die het onderzoek leidt. “En dit is waardevolle informatie om effectieve medicijnen te ontwerpen.” De onderzoekers publiceerden hun resultaten in Nature van 20 juli jongstleden.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Antilichamen in ons immuunsysteem zijn opzoek naar moleculen die niet in ons lichaam thuishoren, de antigenen. Als een antilichaam een antigeen gevangen heeft, dan activeert dit complex bepaalde cellen van het immuunsysteem. In het geval van allergie of astma worden mestcellen geactiveert. IgE-antilichamen vangen de stof die de allergie veroorzaakt, zoals bijvoorbeeld een graspol. Het IgE-antilichaam bindt vervolgens aan IgE-receptoren op de mestcel. Op dat moment wordt de mestcel geactiveerd. Deze cel spuugt histamine, leukotriënen, cytokinen en andere substanties uit. Al die verbindingen veroorzaken de symptomen die variëren van irritatie tot levensbedreigende situaties.
Sleutel en slot
De interactie van de receptor en het antilichaam is te vergelijken met een sleutel en een slot. Nu de onderzoekers de structuur hebben opgehelderd, blijkt dat het IgE-antilichaam op twee plekken op de receptor kan koppelen, in plaats van een. Daarom is het antilichaam zelf een beter doel voor medicijnen dan de receptor. Jardetzky: “We willen nu moleculen ontwerpen die de binding van IgE met de IgE-receptor voorkomen. Zo’n molecuul noemen we een inhibitor, ofwel remmer. Nu we de structuur en binding van IgE-antilichaam en de receptor kennen, denken we dat het makkelijker is om remmende moleculen te vinden. Deze moleculen hechten aan de antilichamen zodat het antilichaam (de sleutel) niet meer aan de receptor (in het slot) past.”
De onderzoekers denken dat ze door opheldering van de structuur van het antilichaam en zijn receptor een nieuw medicijn kunnen maken. Dit middel, ingenomen in de vorm van een tablet, moet ervoor zorgen dat IgE-antilichamen niet meer binden aan receptoren en zodoende allergische reacties en astma-aanvallen uitblijven!
