Kameleoncellen veranderen door tandemherhaling
Array
Onderzoekers van de K.U. Leuven hebben ontdekt hoe bepaalde microben genetisch in staat zijn steeds van celoppervlak te veranderen, zodat zij het lichaam kunnen infecteren. Kevin Verstrepen van de K.U.Leuven toonde het verband aan tussen tandemherhaling in de genen en het veranderende celoppervlak. Het artikel over de studie verschijnt deze week in tijdschrift Nature Genetics.
De studie van Verstrepen toont aan dat bepaalde microben genen hebben die veel frequenter veranderen dan normale genen. Het gaat om de genen die de informatie bevatten van het celoppervlak. Het geheim schuilt in een fenomeen dat tandemherhalingen genoemd wordt, stukjes DNA die een aantal keer na elkaar herhaald worden. Wanneer deze cellen zich delen, kunnen er fouten in deze series ontstaan. Tot nu toe werd aangenomen dat deze mutaties toevallig ontstaan.
Verstrepen stelde echter vast dat die genen die de opbouw van het celoppervlak regelen veel tandemherhalingen bevatten. Daardoor veranderen ze honderd maal frequenter dan andere genen. De microbe kan zo vaak van oppervlak veranderen zonder de inhoud van de cel te veranderen.
Achtergrond:
Ziekenhuisinfecties en biergist Ingrijpende behandelingen als chemotherapie of zware ingrepen als een orgaantransplantatie kunnen het afweersysteem van een patiënt behoorlijk verzwakken. Op zo’n moment zijn die patiënten vaak uiterst vatbaar voor ziekenhuisinfecties. Kevin Verstrepen, een onderzoeker verbonden aan de KU Leuven, heeft nu ontdekt hoe het komt dat bepaalde schimmels en gisten zulke lastpakken zijn. Zijn bevindingen zijn verschenen in het vakblad Nature Genetics en ze kunnen een doorbraak betekenen in de behandeling van ziekenhuisinfecties. Kevin Verstrepen is geen dokter, maar een bio-ingenieur bij het laboratorium voor Mouterij en Brouwerij van de Leuvense universiteit. "Ik doe vooral onderzoek naar smaakvorming in bier", zegt hij. "Daarvoor hou ik mij bezig met genetisch onderzoek op biergist. Ik was op zoek naar de genetische samenstelling van goed klevende gist. Die hebben we nodig voor de samenstelling van helder bier."
Uit het onderzoek van Kevin Verstrepen blijkt nu echter dat bepaalde schimmels genen hebben die veel vaker en veel sneller hun celoppervlak veranderen dan gewone genen. Dat fenomeen staat bekend als ’tandemherhaling’. Dat zijn stukjes DNA, die een aantal keer na elkaar herhaald worden. Cellen hebben blijkbaar moeite om die herhalingen correct te kopiëren om ze dan door te geven aan een volgende generatie. Ze voegen dus regelmatig stukjes DNA toe of ze halen een aantal van de herhalingen weg. De ziekenhuisschimmels hebben van die genen die snelle mutaties van de celbuitenkant veroorzaken. En het is net het celoppervlak dat herkend wordt door ons afweersysteem. Als het celoppervlak te veel en te snel verandert, dan kan het immuunsysteem al die ‘vermommingen’ niet meer bijhouden en dan raakt het in de war. Het gevolg daarvan is dat de ziektekiemen ons ongehinderd ziek kunnen maken. Het ‘kameleon-gen’ verschalkt niet alleen ons immuunsysteem, het zorgt er ook voor dat de schadelijke microbe zich vastklampt aan haar gastheer. Hoe meer tandemherhalingen in het gen voorkomen, hoe hadnekkiger de infectie. Verstrepen stelde hetzelfde principe vast in gistcellen: veel tandemherhalingen in het gen zorgen ervoor dat gistcellen zich steviger aan elkaar vastklampen. En zo krijg je helder bier. Bij weinig tandemherhalingen laten de gistcellen elkaar los, gaan ze zweven en zorgen ze voor troebel bier.
De microbe verandert dus als het ware snel van ‘pakje’ om ons immuunsysteem te verschalken, maar aan de binnenkant van de cel verandert er niks. En dat is nu juist een belangrijk gegeven voor de mogelijke behandeling van de infectie. De huidige geneesmiddelen en vaccins richten zich op de veranderende eigenschappen van de cel, maar in veel gevallen is dat niet doeltreffend. Kevin Verstrepen pleit nu voor een nieuwe generatie geneesmiddelen die de permanente kenmerken van de microben aanpakken. Door zich daarop te richten, krijgen ze ook meer tijd om in te werken. Er ligt dus mogelijk een nieuwe piste open om de oprukkende ziekenhuisinfectie een halt toe te roepen. Bron: MedNet & KU Leuven & Radio Vlaanderen Internationaal
