© IMBA/Hagelkrüys

Antilichamen spelen een cruciale rol in ons leven. Dat heeft de huidige coronapandemie ons wel geleerd. Ze beschermen ons tegen verdere besmetting.

Deze zogenaamde immunoglobulinen kunnen op vele manieren tegen ziekteverwekkers worden gebruikt, omdat ze vreemde stoffen herkennen en markeren. Hierdoor kunnen onze immuuncellen deze stoffen op de lange termijn herkennen en bestrijden. Aan de andere kant helpen de immunoglobulinen ook specifiek om indringers te vernietigen met behulp van andere immuuncellen. De antilichamen worden geproduceerd in speciale productiefaciliteiten. Dat gebeurt in zogenaamde plasmacellen en wel met enkele duizenden per seconde.

JAGN1 als aanjager voor het immuunsysteem

Een onderzoeksteam rond Dr. Josef Penninger van het Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA) richtte zich nu op de rol van een specifiek eiwit in de productie van antilichamen: het JAGN1-gen. Penninger was eerder in staat om dit eiwit te identificeren als een actor in het immuunsysteem van het lichaam bij patiënten met ernstige aangeboren neutropenie (SCN). De ziekte SCN wordt veroorzaakt door een mutatie in het JAGN1-gen. Het leidt tot een abnormaal laag niveau van witte bloedcellen bij de getroffen patiënten. Door deze neutrofielen lijden ze aan ernstige infecties. Hun immuunsysteem kan zich immers niet voldoende verdedigen tegen bacteriële en schimmelinfecties.

In het huidige onderzoek hebben de onderzoekers de rol van JAGN1 met betrekking tot de zogenaamde B-cellen onderzocht. Dit zijn witte bloedcellen. Deze kunnen zich ontwikkelen tot plasmacellen wanneer ze vreemde stoffen (antigenen) herkennen, zoals chemicaliën, bacteriën, virussen en pollen. Elk van de plasmacellen kan dan duizenden specifieke antilichamen per seconde produceren die gericht zijn tegen een bepaald antigeen.

Deze massaproductie vindt plaats op een specifieke plaats in de cel, het endoplasmatisch reticulum. De afgewerkte antilichamen worden dan “versierd” met suikermoleculen op hun Fc-regio. Dat is een gebiedje dat in wisselwerking staat met andere delen van het immuunsysteem. Dit proces, staat bekend als glycosylering. Het maakt het makkelijker voor het antilichaam om zich te binden aan andere immuuncellen. Dat versterkt de defensieve reactie van het lichaam. Het is bekend dat kenmerkende suikerstructuren die aan eiwitten vastzitten, effecten hebben op de stabiliteit van de eiwitten en de communicatie tussen de cellen en hun omgeving.

JAGN1 lijkt de antilichaamfabrieken te beïnvloeden

“Toen we JAGN1 in B-cellen van muizen uitschakelden, konden we een drastische vermindering van de antilichamen meten. De typische suikersignaturen die op de antilichamen zitten, waren ook veranderd. JAGN1 beïnvloedt de antilichaamfabrieken in de cellen”, verklaart de wetenschapper Dr. Astrid Hagelkrüys, eerste auteur van de huidige publicatie, die werd gepubliceerd in de Journal of Experimental Medicine werd gepubliceerd. “Bovendien werd hun glycosyleringspatroon – de toevoeging van specifieke suikermoleculen – gewijzigd in antilichamen met JAGN1-deficiënte B-cellen.”

JAGN1 lijkt de antilichaamfabrieken in de cellen te beïnvloeden, zegt Dr. Penninger. “Tot onze verbazing leidt deze verandering in de suikerstructuur ook tot een beter bindend vermogen van de antilichamen voor andere immuuncellen en versterkt de afweerreactie.” De wetenschappers konden hetzelfde mechanisme in menselijke monsters aantonen. “Zeldzame genetische afwijkingen treffen slechts een paar mensen, maar soms kunnen er fundamentele principes van de biologie uit worden afgeleid”, aldus Penninger. “In dit geval hebben we kunnen aantonen dat een specifiek gen het endoplasmatisch reticulum beïnvloedt en dus essentieel is voor de massaproductie van antilichamen.” Tegelijkertijd ontdekten de onderzoekers ook dat de “suikerlaag” van de antilichamen is veranderd, “wat een belangrijk effect heeft op de manier waarop dergelijke antilichamen in het lichaam werken”.

Originele publicatie: A crucial role for Jagunal homolog 1 in humoral immunity and antibody glycosylation in mice and humans, Hagelkruys et al, Journal of Experimental Medicine, 2020. doi: 10.1084/jem.20200559

Foto: MOMA1 (rood) en CD23 (blauw) © IMBA/Hagelkrüys

Word lid!

Op Innovation Origins lees je elke dag het laatste nieuws over de wereld van innovatie. Dat willen we ook zo houden, maar dat kunnen wij niet alleen! Geniet je van onze artikelen en wil je onafhankelijke journalistiek steunen? Word dan lid en lees onze verhalen gegarandeerd reclamevrij.

Over de auteur

Author profile picture Petra Wiesmayer is een journalist en auteur die talloze interviews heeft afgenomen met vooraanstaande personen en onderzoek heeft gedaan naar en artikelen heeft geschreven over entertainment, autosport en wetenschap voor internationale publicaties. Ze is gefascineerd door technologie die de toekomst van de mensheid zou kunnen vormgeven en leest en schrijft er graag over.