Antilichamen, eiwitten die als eerste verdedigingslinie fungeren tegen vreemde indringers, vervullen ook een prominente rol in de bestrijding van allerlei vervaarlijke ziektes, zoals ebola. Nanolichamen, de handzamere en veel kleinere broertje van de antilichamen zou dat ook kunnen, maar hun werkzaamheid was niet altijd goed beheersbaar. Nieuw onderzoek van de Amerikaanse Rockefeller-universiteit zou nu een oplossing voor dat probleem hebben gevonden, waardoor nanolichamen betrouwbaar en snel in bacteriën zijn te produceren met alle beloften van dien.

Nanolichamen kunnen, net als antilichamen, ‘vreemdelingen’ identificeren of zieke cellen markeren. Ze zijn vanwege hun geringe afmetingen veel makkelijker te produceren, met behulp van bacteriën, dan antilichamen, maar de mogelijkheden van die nanolichamen zouden wat zijn verontachtzaamd, omdat er geen efficiënte manier bestond om nanolichamen doelspecifiek te maken. De onderzoeksgroep van de Rockefeller-universiteit zou nu een manier hebben gevonden om nanolichamen een stuk toegankelijker te maken voor allerlei soorten onderzoek en ook toepassing bij therapieën. “Nanolichamen hebben een geweldige potentie als alternatief voor antilichamen. We hopen dat door ons systeem veel meer hoogefficiënte nanolichamen beschikbaar komen”, zegt onderzoeker Michael Rout.
De onderzoekers produceerden twee antilichamen die twee fluorescente eiwitten als doel hadden. Het nieuwe systeem begint bij dieren, net als het oude met antilichamen. Om wat preciezer te zijn: het ging om lama’s. Die blijken antilichamen aan te maken die gemakkelijk veranderd kunnen worden in nanolichamen, die maar eentiende van het gewicht van antilichamen hebben. De dieren werden geïmmuniseerd met het lichtgevende GFP-eiwit en met het eveneens lichtgevende eiwit mCherry. De afweer van de lama’s produceerden prompt antilichamen tegen deze antigenen (lichaamsvreemde stoffen). “Het was zaak een relatief snelle manier te vinden om de genetische sequenties van de antilichamen te bepalen die het hechtst aan die doelen binden”, zegt onderzoeker Brian Chait. “Als je die sequentie eenmaal weet, dan is het simpel om die door genetisch veranderde bacteriën te laten produceren.”
De onderzoekers maakten eerst een sequentiedatabank van het RNA dat in de antilichamen producerende cellen in het beenmerg van de lama’s werd gevonden. Vervolgens werden de hechtste binders met respectievelijk GPF en mCherry uit de bloedmonsters van de lama’s gepikt, die vervolgens in kleinere stukken werden gehakt, zo ver tot alleen het bindingsdeel met het antigeen overbleef. De rest zou dan ballast zijn.
De aminozuurvolgorde werd bepaald en met behulp van een programma dat ‘llama magic’ werd genoemd, werd vervolgens bepaald welke RNA-sequenties bij die effectieve nanolichamen hoorden. Op basis van die kennis werden bacteriën genetisch aangepast om die hoogefficiënte nanolichamen te produceren om ze te gebruiken in experimenten.

Antilichamen worden vaak gebruikt om een bepaalde structuur in een cel te isoleren om die te kunnen bestuderen. De onderzoekers isoleerden verschillende celstructuren die gemerkt waren met GPF en mCherry en visualiseerden die (op de foto het celskeleteiwit tubuline). Alles bij elkaar maakten ze 25 nanolichamen die gericht zijn op GPF en zes voor mCherry, een veel diversere ‘gereedschapskist’ dan die met de normale antilichaamtechnieken mogelijk is. Die overdaad opent nieuwe mogelijkheden. Onderzoekers kunnen nu heel specifieke nanolichamen toepassen die alleen binden aan één bepaald molecuul en niet aan andere of ze kunnen twee nanolichamen gebruiken die binden aan verschillende delen van hetzelfde doelwit. Dat zou handig kunnen zijn bij het toepassen van geneesmiddelen, die dan heel gericht worden gestuurd naar de plek des onheils. Door die gerichte afgifte kan de dosering van een medicijn aanzienlijk lager zijn dan normaal. Rout ziet een schone toekomst voor ‘zijn’ nanolichamen weggelegd in onderzoek, bij diagnosestelling en therapieën.

Bron: Science Daily