03 May Onderzoekers ontdekken hoe legionella het afweermechanisme ‘omzeilt’

Onderzoekers van het Max Planck-instituut in Berlijn hebben voor het eerst ontrafeld op welke manier legionellabacteriën het menselijke afweersysteem omzeilen. Een van de manieren waarop dat afweersysteem een infectie bestrijdt, wordt ‘autofagie’ genoemd. Hierbij wordt de besmettingsbron – een virus of bacterie – letterlijk door afweercellen verzwolgen. Sommige bacteriën – waaronder legionella – zijn zodanig gemuteerd dat ze kunnen overleven binnen een cel van het afweermechanisme. Een legionellabacterie doet dit door een speciaal molecuul, RavZ, te produceren dat het autofagieproces verstoort.

“We beginnen het moleculaire mechanisme te begrijpen waarmee legionella aan autofagie weet te ontkomen”, aldus dr. Yaowen Wu, leider van de onderzoeksgroep bij het Max Planck-instituut. “Meer precies gaat het daarbij om de manier waarop RavZ het molecuul LC3-PE afbreekt, dat cruciaal is voor het autofagie-proces”.
LC3-PE speelt een belangrijke rol bij de productie van een membraan dat door het afweersysteem wordt gebruikt om een bacterie ‘in te vangen’ zodat hij kan worden afgebroken. Uit het onderzoek van Wu en zijn team blijkt nu dat het RavZ-molecuul dat door legionellabacteriën wordt aangemaakt, als een soort microscopische schaar fungeert. Daarmee wordt LC3-PE van het celmembraan afgeknipt om het vervolgens in twee stukken te breken, waardoor het niet meer in staat is om het autofagieproces te starten.
Analyse van de interactie tussen moleculen zoals RavZ en LC3-PE is gecompliceerd, omdat het moeilijk is om LC3-PE te isoleren uit zijn natuurlijke omgeving, en het onmogelijk blijkt om de structuur van dit molecuul te veranderen middels de traditionele biochemische methode. Om deze interactie toch te kunnen onderzoeken, hebben de wetenschappers ‘semisynthetische’ versies van LC3-PE gemaakt, waarmee het mogelijk is om belangrijke oorspronkelijke molecuuleigenschappen te behouden en sommige andere eigenschappen te veranderen.

Ontwikkeling van medicijnen

“De legionellabacterie heeft zich geëvolueerd door een heel slim en efficiënt mechanisme in te zetten dat voorkomt dat hij door afweercellen wordt opgegeten”, stelt doctor Wu. “We hopen dat het inzicht in dit mechanisme bijdraagt aan de ontwikkeling van medicijnen tegen legionellabesmetting.” De eerste stap daar naartoe lijkt inmiddels gezet. Nadat het RavZ-mechanisme in beeld was gebracht, wisten de onderzoekers het te dwarsbomen door een zogenaamd peptide-molecuul in te brengen, dat voorkomt dat het RavZ-molecuul LC3-PE herkent. Als die methode kan worden doorontwikkeld, raakt de legionellabacterie een belangrijk wapen tegen het menselijk afweermechanisme kwijt.