Radboud Universiteit Nijmegen
Abnormale celdood cruciaal bij ontstaan auto-immuniteit
Waarom ontspoort het menselijk afweersysteem soms zodanig dat het
gezonde delen van het lichaam aan gaat vallen? Wetenschappers op het
gebied van auto-immuunziekten vermoeden in welke richting ze het
antwoord moeten zoeken, maar wéten is wat anders. Biochemicus Daniëlle
Hof draagt in haar proefschrift belangrijk bewijsmateriaal aan voor de
meest gangbare theorie. En dat bewijs vond ze met behulp van een
nieuwe, door haarzelf ontwikkelde techniek, waar veel vakgenoten nog
plezier van kunnen hebben.
Ons afweersysteem helpt ons bij het bestrijden van bacteriën en
virussen. Bij mensen met een auto-immuunziekte (zoals reuma, multiple
sclerose, of SLE) gaat er iets fout en valt het afweer- of
immuunsysteem ook gezonde delen van het lichaam aan. Dit gebeurt onder
andere door de aanmaak van antistoffen of antilichamen tegen moleculen
van het eigen lichaam. De grote vraag is: waarom maken sommige mensen
autoantilichamen aan? Biochemicus Daniëlle Hof zocht in haar
promotieonderzoek naar een antwoord. Het onderzoek maakt deel uit van
een groter programma op het gebied van auto-immuunziekten dat binnen
het Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences geleid wordt door Ger
Pruijn, hoogleraar biomoleculaire chemie. Hij plaatst Hofs resultaten
in perspectief: "Twee dingen springen in het oog: ze heeft
vastgesteld, wat al langer vermoed werd, dat patiënten met een
auto-immuunziekte inderdaad in een zeer vroeg stadium autoantilichamen
produceren die binden aan een eiwitmodificatie. Minstens zo belangrijk
voor vakgenoten, maar iets minder makkelijk uit te leggen voor een
groot publiek is de techniek die ze heeft ontwikkeld om tot dit
resultaat te komen: die is nieuw, werkt goed en is waarschijnlijk
breed toepasbaar in het proteomics-onderzoek."
Auto-immuniteit: de theorie
Over het ontstaan van auto-immuunziekten is een breed aanvaarde
theorie ontwikkeld, de posttranslationele modificatietheorie. Daniëlle
Hof zet de hoofdlijnen uiteen: "Eiwitten veranderen voortdurend als
gevolg van posttranslationele modificaties, dat is normaal. Maar wat
er bij auto-immuunziekten fout gaat, is dat onder abnormale
omstandigheden - en daarbij denken we sterk aan meer dan normale
celdood, veroorzaakt door een virus of door blootstelling aan toxische
stoffen - eiwitten abnormaal veranderen. Wanneer de vele dode cellen
niet snel genoeg worden afgevoerd, raakt het immuunsysteem in de war."
autoimmuneresponse2.jpg (53 Kb)
De abnormale eiwitten zetten het afweersysteem aan tot het produceren
van antistoffen die binden aan de structuren van eiwitten die door de
veranderingen ontstaan zijn. Dat leidt tot een ontstekingsreactie die
kan resulteren in een nog grotere productie van abnormaal
gemodificeerde eiwitten. Na verloop van tijd richt het immuunsysteem
zich ook op de `eigen' eiwitten en worden er ook antistoffen
geproduceerd die niet meer afhankelijk zijn van de abnormale
modificatie voor binding aan het betreffende eiwit. Hof: "En dat gaat
steeds door, dat maakt de auto-immuunziekte chronisch. Tenzij je daar
dus ergens in kunt breken. Liefst al op het niveau van de
gemodificeerde eiwitten, omdat die juist voor de vroege fase van het
ziekteproces van belang zijn en omdat de antistoffen die daartegen
opgewekt worden, specifiek zijn voor een bepaalde auto-immuunziekte."
Niets overtuigender dan bewijs
Hoeveel `circumstantial evidence' er ook was voor de
posttranslationele modificatietheorie, niets is overtuigender dan
bewijs. Daniëlle Hof leverde dat voor het molecuul dat zij bestudeerde
- een molecuul dat door autoantistoffen gebonden wordt bij het
zogenaamde SLE-overlapsyndroom (officiële naam: mixed connective
tissue disease). Pruijn: "Een makkelijk te bestuderen molecuul,
waarmee wij in Nijmegen veel ervaring hebben. Bovendien was al bekend
dat dit molecuul inderdaad gemodificeerd wordt bij celdood."
Voor het betreffende molecuul ontdekte Hof antilichamen die wél iets
herkenden in de na-celdood-gemodificeerde vorm en niet in de normale
vorm in levende cellen. Deze antilichamen bleken juist in hoge
concentraties aanwezig te zijn in vroege bloedmonsters van de
patiënten. In de loop der tijd, stelde Hof ook vast, werden er steeds
meer antilichamen geproduceerd die zich aan het ongemodificeerde
molecuul in gezonde cellen binden.
Precies zoals de theorie voorspelde - toch kan het belang van de
ontdekking niet onderschat worden, meent Pruijn. De aandacht voor de
vroege stadia van auto-immuunziekten is sinds midden jaren negentig
toegenomen, vertelt hij. En `vroeg' betekent dan: heel vroeg - soms
jaren voordat de patiënt klachten heeft. Welke autoantistoffen,
gericht dus tegen lichaamseigen componenten, worden dan al aangemaakt
en hoe herken je die? "Een groot probleem in ons onderzoek is: hoe kom
je aan relevant materiaal van mensen die nog niet ziek zijn maar dat
over een x-aantal jaren misschien wel worden? Hoe moet je dat
verzamelen? Dat is ethisch ingewikkeld, en bovendien is het zoiets als
een hooiberg verzamelen in de hoop dat je er ooit een speld uithaalt.
Juist daarom is een bijdrage als deze, die aangeeft dat we op een goed
spoor zitten, én die een techniek beschrijft die deze ontdekking
mogelijk maakt, zo belangrijk. Hofs resultaten geven meer inzicht in
de moleculaire basis, wat cruciaal is voor het begrip van de ziekte.
Met die kennis kunnen we dus onze pijlen blijven richten op díe
moleculen die voor diagnostiek en therapie het meest specifiek zijn,
als het gaat om - zo vroeg mogelijk - ingrijpen in de cyclus van
auto-immuniteit."
Subtractie antilichaam-faagdisplay techniek
Daniëlle Hof ontwikkelde voor haar onderzoek samen met Jos Raats van
het Radboud-spin-offbedrijf ModiQuest BV de zogenaamde subtractie
antilichaam-faagdisplay techniek, die inhoudt dat ze de antilichamen
van auto-immuunpatiënten door bacteriën heeft laten maken en díe
antilichamen heeft geselecteerd die van belang zijn in een zeer vroeg
stadium van de ziekte. Hof: "Het is een ingewikkeld verhaal, maar het
belangrijkste is dat je met deze techniek verschillen tussen
specifieke eiwitten in complexe mengsels van eiwitten kunt
identificeren. We hebben er vorig jaar over gepubliceerd in Molecular
and Cellular Proteomics, een vooraanstaand tijdschrift op dit gebied.
Het mooie aan deze techniek is dat hij breed toepasbaar is om
eiwitverschillen te identificeren in cellen die verder grote
overeenkomsten vertonen. Dat biedt in theorie veel
toepassingsmogelijkheden in het proteomics-onderzoek, dat hot is en
dat voorlopig ook nog wel zal blijven."
Daniëlle Hof promoveert op 11 april 2007 aan de Radboud Universiteit
op het proefschrift `Early events in autoimmunity studied by antibody
phage display'. Ze voerde haar onderzoek uit binnen het Nijmegen
Centre for Molecular Life Sciences en het Institute for Molecules and
Materials van de Radboud Universiteit.
Wilt u Daniëlle Hof zelf spreken? Dat kan. Ze werkt in Zürich,
Zwitserland en is daar te bereiken via danielle.hof@usz.ch,
00-41-44-255 32 04. In verband met haar promotie zal ze tussen 9 en 13
april in Nederland zijn. Ook dan kunt u haar mailen (via hetzelfde
adres) of met haar in contact komen via de Wetenschapsredactie: 024-
361 6000.
Ger Pruijn zal op 8 juni 2007 zijn inaugurele rede als
hoogleraarbiomoleculaire chemie aan de Radboud Universiteit
uitspreken. Hij is te bereiken op 024 - 361 68 47 of per mail:
g.pruijn@ncmls.ru.nl
Meer informatie
* Artikel in het jaarverslag 2006 van het Institute for Molecules
and Materials over de door Daniëlle Hof ontwikkelde techniek
* Danielle Hof, Ger Pruijn, Jos Raats en anderen over de nieuwe
techniek in Mol Cell Proteomics (2006)
* Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences
* Institute for Molecules and Materials