Het menselijk immuunsysteem blijkt een verrassend wapen te bezitten dat tot nu toe volledig over het hoofd werd gezien. Wetenschappers van het Weizmann Instituut in Israël hebben ontdekt dat ons lichaam zijn eigen natuurlijke antibiotica produceert uit wat voorheen werd beschouwd als cellulaire afvalproducten.

In elke cel bevindt zich een complex moleculair systeem genaamd het proteasoom, feitelijk de afvalverwerker van de cel. Dit systeem breekt ongewenste of beschadigde eiwitten af in kleinere fragmenten. Tot nu toe dachten wetenschappers dat deze afbraakproducten voornamelijk dienden als bouwstenen voor nieuwe eiwitten of als signalen voor het adaptieve immuunsysteem.

De nieuwe studie, gepubliceerd in het vakblad Nature, toont aan dat deze eiwitfragmenten zelf een cruciale rol spelen in de directe afweer tegen bacteriële infecties. De onderzoekers hebben deze fragmenten de naam "proteasoom-afgeleide defensiepeptiden" (PDDP’s) gegeven. Deze peptiden functioneren eigenlijk als een eerste verdedigingslinie tegen binnengedrongen bacteriën.

Menselijke cellen blijven gespaard
Wat deze ontdekking bijzonder maakt, is de selectiviteit van deze PDDP’s. Ze kunnen onderscheid maken tussen bacteriële cellen en menselijke cellen, waardoor ze bacteriën kunnen doden zonder schade toe te brengen aan ons eigen weefsel. Dit komt doordat de peptiden een positieve lading hebben die aangetrokken wordt tot de negatief geladen buitenkant van bacteriën, terwijl menselijke cellen een andere membraansamenstelling hebben.

Het onderzoeksteam ontdekte ook dat bij een bacteriële infectie het proteasoom zijn samenstelling aanpast om meer van deze beschermende peptiden te produceren. Een belangrijke rol hierbij speelt het regulator-eiwit PSME3, dat ervoor zorgt dat het proteasoom meer peptiden met een positieve lading produceert, precies het type dat effectief is tegen bacteriën.

Om de therapeutische mogelijkheden te verkennen, testten de onderzoekers één van deze peptiden (afkomstig van een eiwit genaamd PPP1CB) in muismodellen van longontsteking en bloedvergiftiging. De behandeling verminderde de infectie aanzienlijk en verhoogde de overlevingskans van de muizen.

In een tijd waarin steeds meer bacteriën resistent worden tegen conventionele antibiotica, biedt deze ontdekking een potentieel nieuwe benadering van infectiebestrijding. In plaats van steeds nieuwe synthetische antibiotica te ontwikkelen, zouden we de natuurlijke afweermechanismen van ons lichaam kunnen versterken of nabootsen.

Deze nieuwe kennis kan ook helpen bij het begrijpen van auto-immuunziekten en ontstekingsziekten, waarbij het immuunsysteem ontregeld is. Als we beter begrijpen hoe ons lichaam zich normaal gesproken verdedigt, kunnen we mogelijk nieuwe behandelingen ontwikkelen voor aandoeningen waarbij deze systemen niet goed functioneren.