Anti-C-terminale monoklonale antilichamen: de aanzet naar een verhoogde ADAMTS13 activiteit

Hoe antilichamen leiden tot nieuwe ontdekkingen in de wetenschap

Een defect enzym in ons bloed, ADAMTS13 genaamd, kan de dodelijke ziekte trombotische trombocytopenische purpura (TTP) veroorzaken. Via de ontwikkeling van antilichamen willen we ontdekken hoe ADAMTS13 werkt in ons bloed. Alleen als we weten hoe het enzym werkt, kunnen we manieren ontwikkelen om de werking van het defect enzym te herstellen. Zo kunnen we patiënten die lijden aan de ziekte TTP beter behandelen. Dankzij de nieuwe antilichamen die we ontwikkeld hebben, konden we voor het eerst aantonen dat de activiteit van ADAMTS13 verhoogd kan worden door toevoeging van antilichamen die binden aan de staart van ADAMTS13. Dit doet vermoeden dat de staart van ADAMTS13 zijn eigen activiteit kan temperen. In aanwezigheid van de antilichamen die aan de staart binden was bovendien een verhoogde binding van ADAMTS13 aan de von Willebrand factor waar te nemen. Indien we het gedrag van de staart van ADAMTS13 kunnen veranderen, kunnen we misschien defecten in dit enzym corrigeren.

ADAMTS13, klinkt jou waarschijnlijk net zo ongekend in de oren als toen ik een jaar geleden aan mijn eindwerk begon. Nochtans onbekend betekent niet onbemind, want zonder het enzym ADAMTS13 ziet het leven er veel minder rooskleurig uit. ADAMTS13 is van essentieel belang in onze bloedsomloop en zorgt ervoor dat er geen spontane bloedklonters gevormd worden. Een beschadigd bloedvat zal het eiwit VWF (von Willebrand factor) vrijzetten. Onder invloed van de bloedstroom zullen deze zeer grote VWF linten ontvouwen en bloedplaatjes binden om een bloedklonter te vormen. Het vormen van zo’n prop mag echter niet plaatsvinden in afwezigheid van een verwonding  en wordt daarom tegengegaan door ADAMTS13, die de zeer grote VWF linten knipt in kleinere delen die niet meer gevaarlijk zijn. Deze kleinere VWF fragmenten vouwen zich immers op, waardoor ze niet meer spontaan bloedplaatjes kunnen binden en ook niet meer geknipt worden door ADAMTS13.

Ieder jaar worden een aantal mensen gevonden waarbij ADAMTS13 niet goed meer werkt. Deze mensen lijden aan trombotische trombocytopenische purpura (TTP). Deze aandoening houdt in dat een defect in ADAMTS13 zorgt voor een groot aantal bloedklonters in de bloedbaan. Hierdoor ontstaat er een tekort aan bloedplaatjes om de voortdurend optredende verwondingen in de bloedbaan te kunnen stelpen. Patiënten krijgen daardoor een groot aantal onderhuidse paarse vlekken (Figuur 1). Bovendien krijgen deze mensen te kampen met nierfalen en neurologische problemen, zoals geheugenstoornissen. Het defect in ADAMTS13 kan ontstaan door een mutatie in het ADAMTS13 gen of kan ontstaan door de ontwikkeling van antilichamen tegen het lichaamseigen ADAMTS13 en kan dus net als diabetes type 1 of multiple sclerose (MS) gezien worden als een auto-immuunziekte.

De huidige therapie, die voornamelijk bestaat uit plasma uitwisselingen en het onderdrukken van het immuunsysteem, is helemaal niet optimaal en vaak hervallen patiënten met trombotische trombocytopenische purpura. Vandaar dat onderzoek naar ADAMTS13 van fundamenteel belang is om op lange termijn deze mensen een betere therapie te kunnen aanbieden en zo hun overlevingskansen te verhogen.

Het werkingsmechanisme van ADAMTS13 en zijn interactie met VWF is nog niet volledig opgehelderd. Via de ontwikkeling van antilichamen tegen ADAMTS13 probeerden we hier meer inzicht in te verwerven. ADAMTS13 bestaat uit heel wat domeinen, maar kan hoofdzakelijk ingedeeld worden in een kopdeel en een staartdeel (Figuur 2). Er is reeds geweten dat het kopdeel een cruciale rol speelt in de herkenning en juiste positionering van ADAMTS13 ten opzichte van VWF, zodat het VWF geknipt kan worden. Over de rol van het staartdeel zijn er nog geen eenduidige experimentele resultaten te vinden.

Antilichamen worden door het immuunsysteem van ons lichaam gevormd wanneer bacteriën ons lichaam binnendringen. De antilichamen zorgen voor genezing door te helpen met het verwijderen van deze bacteriën uit ons lichaam. Om de antilichamen tegen ADAMTS13 te kunnen ontwikkelen werden muizen, die genetische gemodificeerd werden en bijgevolg geen ADAMTS13 in hun bloed hebben, met ADAMTS13 geïnjecteerd. De muizen beschouwen dit ADAMTS13 als een vreemde indringer, waardoor hun immuunsysteem antilichamen tegen ADAMTS13 aanmaakte. Het zijn de B-cellen van het immuunsysteem die verantwoordelijk zijn voor het leveren van deze antilichamen. Deze cellen bevinden zich vooral in de milt. Daarom werd de milt van de muis samengevoegd met kankercellen, omdat deze ervoor zorgen dat de cellen blijvend antilichamen produceren. De cellen konden dan verder opgekweekt worden in het labo, waarna de antilichamen uit het groeimedium werden opgezuiverd. De ontwikkelde antilichamen werden in heel wat experimenten getest om te kijken of deze een bepaalde invloed uitoefenen op de werking en activiteit van ADAMTS13. Zo werd er bepaald aan welk deel van ADAMTS13 de ontwikkelde antilichamen binden en dit bleek vooral aan de staart van ADAMTS13 te zijn (Figuur 2). Het toevoegen van deze staart antilichamen stimuleert de binding van ADAMTS13 aan VWF en ze kunnen bovendien de activiteit van ADAMTS13 verhogen. Dit geeft aanleiding tot het vermoeden dat de staart van ADAMTS13 de activiteit van ADAMTS13 kan temperen en dat de staart bovendien een rol speelt bij de initiële binding van ADAMTS13 aan VWF.

Door de ontwikkeling van antilichamen die gericht zijn tegen de staart van ADAMTS13 staan we weer een stap dichter in de moeilijke zoektocht naar het werkingsmechanisme van ADAMTS13. Het is een debuut in dit onderzoeksdomein dat de toevoeging van staart antilichamen de activiteit van ADAMTS13 kan verhogen. Dit uniek gegeven is echter een klein stukje van de puzzel om het volledige werkingsmechanisme van ADAMTS13 te kunnen ontrafelen. Verder onderzoek is dus noodzakelijk om niet enkel de werking van ADAMTS13 beter te begrijpen, maar ook om mensen die lijden aan trombotische trombocytopenische purpura een betere levenskwaliteit te kunnen garanderen.