Nanobodies helpen hartinfarct voorkomen

5 april 2012
Voor het eerst zijn Vlaamse wetenschappers erin geslaagd een techniek te ontwikkelen die een onderscheid maakt tussen verschillende vormen van bloedvatvernauwingen. Hun vondst is een belangrijke stap in de preventie van hartinfarct en plotse dood.

Wat is nieuw aan dit onderzoek?
Serge Muyldermans en zijn team verbonden aan het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) en aan de Vrije Universiteit Brussel), hebben samen met andere Brusselse collega’s onder leiding van Nick Devoogdt en het Franse INSERM voor het eerst een patiëntvriendelijke en weinig belastende methode ontwikkeld waarmee ze gevaarlijke vernauwingen in de bloedvaten, zogenaamde kwetsbare atherosclerotische plaques, kunnen onderscheiden van minder gevaarlijke vernauwingen. Deze vernauwingen of atherosclerotische plaques ontstaan door vetophopingen aan de binnenbekleding van de bloedvatwand: een proces dat versnelt bij een te hoge cholesterol. De gevaarlijke varianten of zogenaamde kwetsbare atherosclerotische plaques, verhogen het risico op een hartinfarct en plotse dood.

Met dank aan de  dromedaris
In een kwetsbare atherosclerotische plaque gonst het  van bedrijvigheid. Er speelt zich een ontstekingsproces af waarbij witte bloedcellen en een hele rits moleculen een rol spelen. Eén van de cruciale moleculen is VCAM1 (vasculaire cel adhesie molecule), een receptor die verschijnt aan het oppervlak van de cellen van de bloedvatwand. VCAM1-receptoren zorgen ervoor dat witte bloedcellen blijven kleven op de plaats van het letsel. De aanwezigheid van VCAM1 vormt een herkenningsteken van een kwetsbare atherosclerotische plaque. Betrouwbare visualisatie van de VCAM1-receptoren op de bloedvatvernauwingen kan dus een onderscheid maken tussen schadelijke kwetsbare plaques en onschuldige lesies.

Onderzoekers van VIB, Vrije Universitiet Brussel en INSERM zijn daarin geslaagd. Ze produceerden blokkerende anti-VCAM1-antistoffen met de hulp van een dromedaris! Dromedarissen maken antistoffen die  veel kleiner en stabieler zijn dan klassieke antistoffen. Wanneer men deze dieren recombinante VCAM1-moleculen toedient, ontwikkelen ze anti-VCAM1-antistoffen. Van deze antistoffen houdt men vervolgens alleen het fragmentje over dat aan de receptoren bindt. Omdat zo’n fragmentje zeer klein is, wordt het nanobody genoemd. De VCAM1-nanobodies werden radioactief gemerkt en toegediend aan muizen met kwetsbare plaques. Omdat nanobodies zo klein en stabiel zijn binden ze zeer specifiek aan VCAM1 in de vernauwingen. Via een zogenaamde 3D SPECT-scan kan met hoge betrouwbaarheid VCAM1 in de kwetsbare plaques gevisualiseerd worden. Vermits de geteste nanobodies binden aan zowel muizen- als menselijk VCAM1 zou de toepassing voor diagnose van kwetsbare vernauwingen in patiënten versneld kunnen ontwikkeld worden.

Wat is het belang hiervan?
Ondanks de vooruitgang in de behandeling en de huidige kennis omtrent primaire preventie, blijven hart- en vaatziekten wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Plotse dood en hartinfarct zijn vaak het gevolg van het afsluiten van kransslagaders, de bloedvaten die het hart van zuurstof voorzien. Veel patiënten hebben nooit eerder klachten gehad, zoals pijn op de borst. Wel hebben de meeste vernauwde kransslagaders door atherosclerose.  Met het ouder worden, ontwikkelt echter iedereen atherosclerose of vernauwingen. Gesofisticeerde cardiologische technieken, zoals coronarografie, brengen ze wel mooi in beeld, maar geven geen informatie over de aard van de vernauwing. Nochtans verhoogt niet zozeer de ernst, maar wel de aard van de atherosclerotische letsels het risico op een hartinfarct en plotse dood. Zogenaamde kwetsbare atherosclerotische plaques kunnen scheuren en klonters vormen, waardoor een bloedvat plots afgesloten wordt.

Conclusie
De VCAM1-nanobodies brengen de kwetsbare atherosclerotische letsels veilig en doeltreffend in beeld. Door ze radioactief te merken, kan men de letsels via de SPECT, een driedimensionele beeldvormingstechniek die gebruik maakt van radioactief gemerkte stoffen, precies lokaliseren.  De nanobodies openen de weg voor een nieuwe klasse niet-invasieve merkstoffen in de cardiologie.

Onderzoek