Zo dringt het ebolavirus de cel binnen. De dubbele antilichamen voorkomen dat het virus uit het lysosoom breekt (afb: Albert Einstein College)

Een nieuwe behandelings strategie met antilichamen zou het ebola-virus in al zijn vijf variaties treffen. Onderzoekers van, onder meer, het Albert Einstein College in de VS, ontwikkelden twee dubbele antilichamen die voorkomen dat het virus de cel binnendringt, zo bleek uit proeven. Een van die antilichamen beschermde muizen tegen normaal dodelijke hoeveelheden ebola-virus in de Zaïre- en Soedan-variant, de dodelijkste. Hebben ze daarmee de achilleshiel van het virus gevonden? Dat mag je hopen, want voorlopig staan we nog steeds met lege handen.
Monoklonale antilichamen, die ziekteverwekkers en vergiften kunnen neutraliseren door zich er aan te binden, worden beschouwd als de meestbelovende bestrijders van het ebolavirus. Het probleem is dat de meeste antilichamen maar een van de variaties van het virus aanpakken. Zo is het tot nu toe meestbelovende middel, ZMapp (bestaand uit drie antilichamen), alleen effectief tegen de Zaïre-variant en werkt niet bij de andere varianten. Het nieuwe duo antilichamen dus wel, kennelijk.
In 2011 ontdekte een groep onderzoekers, waaronder Kartik Chandran en John Dye (ook betrokken bij het huidige onderzoek) dat alle filovirussen waartoe het ebolavirus behoort, een zwakke plek hebben. Om de gastheer te kunnen besmetten en zich te kunnen vermenigvuldigen in menselijke cellen binden de virusdeeltjes zich aan een eiwit van de gastheer/-vrouw Niemann-Pick C1 (NPC1). Om je voordeel met die kennis te doen moest de strategie om het virus aan te pakken drastisch worden gewijzigd: gebruik maken van het feit het ebola- en vele andere virussen via zogeheten lysosomen de cel binnendringen. Als de virusdeeltjes eenmaal in die lysosomen terecht zijn gekomen, veranderen de virussen en krijgen ze een buitenkant die succesvol door de onderzoekers is aangevallen door de antilichamen.

Binnendringen

Om de cel binnen te dringen binden de filovirussen zich aan het celmembraan via glycoproteïnen (glyco-eiwitten), die als een soort haren op het virusoppervlak zitten. Dat virus wordt door de cel ingekapseld en ontwikkelt zich uiteindelijk tot een lysosoom (in feite een celorgaantje dat moleculen afbreekt ter hergebruik). Op de een of andere manier slaagt het virus er in uit dal lysosoom te breken en vermenigvuldigt zich vervolgens in de cel. Bij die ‘ontsnapping’ speelt NPC1 een rol, dat in het lysosoommembraan zit. NPC1 helpt normaal bij het transport van cholesterol in de cel, maar helpt nu het virus te ontsnappen waarna het zijn destructieve werk kan doen.

De onderzoekers gingen er van uit dat de monoklonale antilichamen het viruseiwit konden neutraliseren dat aan NPC1 bindt of aan NPC1 zelf. Het probleem is alleen dat het virus zich heeft verstopt in de lysosomen, onzichtbaar voor het afweersysteem en onbereikbaar voor normale antilichamen. Dus moest er een list verzonnen worden: de aloude truc van het paard van Troje. Het virus moest zelf de wapens binnenhalen die het uiteindelijk zouden doden.
Om dat voor elkaar te krijgen synthetiseerden ze twee bispecifieke (dubbele) antilichamen, die elke bestaan uit twee monoklonale antilichamen in een. Het ene bispecifieke antilichaam was bedoeld om het virale eiwit de neutraliseren dat bindt aan NPC1, het andere NPC1 zelf. Beide dubbele antilichamen hadden FVM09 gemeen, het antilichaam dat bindt aan de glycoproteïnen op het membraanoppervlak van het virus. Daarmee drongen de antilichamen met het virus het lysosoom binnen. FVM09 was ontwikkeld door een van de leden van de onderzoeksgroep: M. Javad Aman van het bedrijf Integrated Biotherapeutics.
Als het dubbel antilichaam eenmaal in het lysosoom is, raakt dat los van het virusoppervlak als enzymen in het lysosoom de top van het glyco-eiwit afkappen. Dan kunnen ze tot de werkelijke actie overgaan. Bij het ene dubbele antilichaam was FVM09 gecombineerd met MR72, een antilichaam dat was geïsoleerd bij een overlever van een Marburgvirusinfetie. MR72 neutaliseert het glyco-eiwit dat overblijft na het afkappen en zich normaal bindt aan NPC1. Het tweede dubbele antilichaam bevat het mAb-548-antilichaam dat NPC1 neutraliseert/blokkeert. Elk van de twee dubbele antilichamen blokkeert dus een deel van de sleutel/slot-combinatie. Beide hebben de mogelijkheid te voorkomen dat het virus uit het lysosoom ontsnapt.

Labbewijs

Dat is natuurlijk allemaal leuk en aardig bedacht, maar werkt het ook in de praktijk? Uit veiligheidsoverwegingen gebruikten de onderzoekers eerst een onschadelijk virus dat wel de glycoproteïnen op het membraan had van de vijf ebolavarianten. Vervolgens werden de dubbele antilichamen gemengd met de ebola-achtige virussen en toegevoegd aan kweken van menselijke cellen. Het bleek in deze labopzet dat de dubbele antilichamen werkten.
Vervolgens keken de onderzoekers of de aanpak ook werkte bij muizen die besmet waren met de twee gevaarlijkste ebolavirussen: Zaïre en Soedan. De muisjes kregen de dubbele antilichamen twee dagen nadat ze waren besmet met een dodelijke dosis. Het dubbele antilichaam dat bond aan het glycoproteïne op het virus beschermde de muisjes tegen beide virussen. Het dubbele antilichaam dat NPC1 aanpakt deed dat niet, zoals verwacht, omdat het ontworpen was voor menselijk NPC1. Dat heeft bij muizen een ietwat andere structuur. De volgende stap is de dubbel antilichamen op apen uit te proberen, de gouden norm voor ebolamedicijnen.

Bron: Science Daily