Ons lichaam blijkt zelf antibiotica te kunnen aanmaken
De cellen in ons lichaam zijn van nature in staat om antimicrobiële stoffen te produceren.
Ze doen dat door eiwitten af te breken en met behulp daarvan zogenoemde peptiden te produceren. Hierdoor kan het lichaam bacteriën al helpen bestrijden voordat het immuunsysteem volledig in actie is gekomen. Onderzoekers zien in deze ontdekking een mogelijkheid om nieuwe antibiotica en behandelingen tegen infecties te ontwikkelen.
In het ontdekte proces is een sleutelrol weggelegd voor proteasomen. Dat zijn eiwitcomplexen in onze cellen die beschadigde of overtollige eiwitten afbreken. Tot nu toe was bekend dat ze helpen bij het presenteren van stukjes eiwit (peptiden) aan het immuunsysteem, hetgeen belangrijk is voor de adaptieve immuunrespons. Onderzoek toont echter aan dat die proteasomen ook direct bijdragen aan de aangeboren immuniteit door antimicrobiële peptiden te produceren die bacteriën kunnen bestrijden.?
De rol van antimicrobiële peptiden
Ons lichaam verdedigt zich tegen ziekteverwekkers zoals bacteriën en virussen met behulp van het immuunsysteem. Een belangrijk onderdeel van deze verdediging zijn antimicrobiële peptiden (AMP's). Dit zijn korte eiwitfragmenten die bacteriën kunnen doden door hun celmembranen te verstoren. AMP's worden door verschillende cellen en weefsels in het lichaam geproduceerd en vormen een eerste verdedigingslinie tegen infecties.?
Proteasomen als bron van antimicrobiële peptiden
Het onderzoek laat zien dat proteasomen niet alleen eiwitten afbreken, maar tijdens dit proces ook AMP's kunnen genereren. Door middel van computermodellen voorspelden de onderzoekers dat proteasomen honderdduizenden peptiden kunnen produceren met eigenschappen die typisch zijn voor AMP's. Deze voorspelling werd bevestigd door experimenten waarin werd aangetoond dat deze peptiden daadwerkelijk bacteriegroei kunnen remmen door de bacteriële membranen te beschadigen.?
Veranderingen in proteasoomfunctie tijdens infectie
Bij een bacteriële infectie verandert de samenstelling en werking van proteasomen. Specifiek wordt een eiwit genaamd PSME3 aan de proteasomen toegevoegd, wat leidt tot een verandering in hun activiteit. Hierdoor produceren de proteasomen meer peptiden met antimicrobiële eigenschappen. Dit suggereert dat cellen hun proteasoomactiviteit kunnen aanpassen als reactie op een infectie om de productie van verdedigingspeptiden te verhogen.?
Conclusie en implicaties
Dit onderzoek onthult een nieuwe functie van proteasomen in de aangeboren immuniteit. Naast hun bekende rol in eiwitafbraak en antigeenpresentatie, dragen ze direct bij aan de bestrijding van bacteriële infecties door het produceren van antimicrobiële peptiden. Deze ontdekking biedt nieuwe inzichten in hoe ons immuunsysteem werkt en opent mogelijkheden voor de ontwikkeling van nieuwe antibiotica en behandelingen voor infectieziekten.
De resultaten van het onderzoek werden in het Britse wetenschappelijk tijdschrift Nature gepubliceerd.