Lepra- en tbc-onderzoek op hun kop

Met hoge resolutie elektronenmicroscopie en tomografie brengen prof Peter Peters en collega’s de interne organisatie van de cel in kaart. Kennis van de verschillende celorganellen is van belang om fundamentele celprocessen te begrijpen die ook een rol spelen bij het ontstaan van kanker. Tijdens onderzoek naar het fagosoom, een blaasje in de cel, stuitten zij op een onverwachte ontdekking die het tuberculose- en lepraonderzoek op z’n kop zet.

Alternatieve route

Peters en zijn collega’s hebben aangetoond dat de tuberculosebacterie Mycobacterium tuberculosis een andere route aflegt in de gastheercel dan zijn afgezwakte broertje Mycobacterium bovis BCG, ook gebruikt als tbc-vaccin. De opname van bacteriën in cellen wordt ook wel fagocytose genoemd en is het proces waarbij het membraan van een cel de bacterie omsluit en zo een blaasje (fagosoom) binnen de cel vormt waarin de omsloten bacterie veilig opgeslagen wordt.

Eenmaal in het lichaam wordt BCG opgeslagen in het fagosoom. Maar de besmettelijke tuberculosebacterie breekt na twee dagen door de wand van het fagosoom heen. De bacterie belandt los in de cel, in een voedingsrijke omgeving waar de bacterie zich snel vermeerdert. Peters en Van der Wel lieten bovendien zien dat ook de leprabacterie op eenzelfde manier uitbreekt. Mycobacterium leprae is een zusje van de tuberculosebacterie. Tot nu toe dachten wetenschappers dat het fagosoom als reservoir dient van waaruit niet alleen het BCG-vaccin, maar ook de besmettelijke bacterie zich traag vermeerdert. Nu blijkt de bacterie niet alleen een andere route te volgen, maar zich ook sneller te vermeerderen wanneer het los in de cel ligt.

Knippende bacterie

De onderzoekers ontdekten dat de ziekmakende tbc- en leprabacterie bij hun uitbraak in staat zijn de fagosoomwand door te knippen. In een dubbelblind onderzoek hebben zij vastgesteld dat het RD1-gebied hierbij betrokken is. Hier liggen de bacteriegenen die de wand kunnen doorknippen. Bij een mutatie in het RD1-gebied bleef de bacterie gevangen in het fagosoom. Werd de mutatie artificieel hersteld dan wist de bacterie weer uit te breken. De onderzoekers hebben inmiddels een patent op het RD1-gebied.

De ontdekking heeft gevolgen voor het maken van nieuwe medicijnen. Het huidige BCG- vaccin biedt weinig bescherming, omdat het onder meer een zwakke afweerreactie opwekt. Daarentegen weet de tbc-bacterie een krachtige afweerreactie op te wekken via zijn alternatieve route. In een vervolgonderzoek willen Peters op het NKI-AVL en Van der Wel op het VUmc het huidige BCG-vaccin versleutelen zodat het net als de tbc-bacterie los in de cel komt te liggen. Zij denken dat  voor de derde wereld.

Dit onderzoek wordt gefinancierd door de leprastichting, het Ministerie van Buitenlandse Zaken en een dochterorganisatie van de Bill and Melissa Gates Foundation. Het gezaghebbende wetenschappelijk tijdschrift Cell publiceert de bevindingen van Peters, van der Wel  en hun collega’s vandaag.