Hoe houdt ons lichaam zijn verdedigingsmechanisme in toom?

Onderzoeker:  Rudi Beyaert (UGent)

Rudi Beyaert onderzoekt de moleculaire achtergrond van ontsteking en immuniteit. Dat zijn mechanismen die ons lichaam inschakelt om zich te beschermen tegen infecties, verwondingen, en schadelijke stoffen. Wanneer die verdediging echter niet tijdig afgeremd wordt, kan dat ernstige schade veroorzaken. Centraal in het werk van Rudi Beyaert en zijn team staat de molecule NF-kB (nucleaire factor kappa B), een stof die een sleutelrol speelt in o.a. witte bloedcellen en andere soorten cellen die betrokken zijn bij het opwekken van een ontstekingsreactie. Maar wanneer het lichaam te veel of te weinig van de stof produceert, kan dat leiden tot een hele reeks ziekten, waaronder artritis, astma, ziekte van Crohn, multiple sclerose, septische shock en kanker. Rudi Beyaert en zijn team onderzoeken hoe het lichaam erin slaagt om de werking van NF-kB aan banden te leggen. Dat kan leiden tot nieuwe geneesmiddelen die optreden wanneer het fout gaat bij ontstekingen of immuunreacties.
 

Een sleutelmolecule bij ontstekingen

Aanvallen door bacteriën en virussen, schadelijke chemische stoffen of UV-straling, verstoren de normale werking van een cel. Die reageert daarop door een waterval van chemische reacties op gang te brengen.

Bepaalde stoffen zorgen ervoor dat de productie van weer andere stoffen wordt aangeschakeld, die op hun beurt weer andere reacties op gang brengen. Resultaat is vaak dat er in het genetisch materiaal van de cel opdracht wordt gegeven om nieuwe genen af te lezen, zodat de cel zich gepast kan verdedigen. De stoffen die optreden als schakelaars worden ook wel transcriptiefactoren genoemd. De nucleaire factor kappa B, of kortweg NF-kB is daar een belangrijk voorbeeld van. NF-kB ligt aan de basis van de chemische reacties waarmee het lichaam zich beschermt tegen verwondingen, infecties en schadelijke stoffen. Wordt NF-kB geactiveerd, dan schiet het verdedigingsmechanisme van de cel in actie.
 

De schaduwzijde van een veelzijdige molecule

Maar de veelzijdigheid van NF-kB heeft ook een schaduwzijde. Wanneer NF-kB niet in toom wordt gehouden, keert het verdedigingsmechanisme van het lichaam zich tegen zichzelf. Er is bijna geen gezondheidsprobleem waarin NF-kB geen belangrijke rol speelt: auto-immuunziekten zoals artritis en multiple sclerose, allergieën zoals astma, maar ook bij septische shock, longfibrose, atherosclerose, leverontsteking, aids en veel meer. De molecule speelt ook een belangrijke rol in de ontwikkeling en progressie van tumoren, en vormt zo een brug tussen infectieziekten/chronische ontstekingsziekten en kanker.

Enerzijds kunnen de problemen veroorzaakt worden omdat NF-kB te veel of op het verkeerde moment wordt geactiveerd, anderzijds omdat aanvallers (schimmels, virussen of bacteriën) het mechanisme rond NF-kB misbruiken om de cel te saboteren. Wanneer het fout loopt met NF-kB, kan het aangewezen zijn om de werking ervan af te remmen.
 

Ontstekingsremmers, kanker en neurodegeneratieve aandoeningen

Door het mechanisme achter NF-kB tot in het kleinste detail te bestuderen, hebben Rudi Beyaert en zijn onderzoekers eiwitten ontdekt die de werking van de transcriptiefactor verminderen en zo voorkomen dat het verdedigingsmechanisme in overdrive gaat. Een van de stoffen die daarbij betrokken is, is de molecule A20. Het onderzoek van Beyaert en zijn collega’s kan leiden tot nieuwe ontstekingsremmers.

Andere toepassingen zijn een beter inzicht in de rol van NF-kB bij kanker en bij neurodegeneratieve aandoeningen.
 
PhD studenten Anne-Marie Pauwels en Aurora Holgado van het team van Rudi Beyaert nemen deel aan het Europees project "Tollerant" dat werd voorgesteld op de EXPO2015 in Milaan. Het resultaat is een interessant filmpje over inflammatie. Hun bijdrage kan je bekijken vanaf 5':05".

> Video voor EXPO 2015 (ENG): The wonderful journey of a molecule in our body
 
> video over mulitple sclerose - onderzoek van Geert Van Loo en Rudi Beyaert - ©VIB, 2014