Nieuws

Pijnlijke polypeptides

Australische gympie-gympiebomen maken eiwitten aan die niet alleen je neuronen prikkelen, maar ook hun natriumkanalen vastzetten in de open stand waardoor de pijn lang aanhoudt. Aan de universiteit van Queensland wist men deze toxines te isoleren, wat wellicht de weg wijst naar een tegengif.

Het gaat om het geslacht Dendrocnide, dat onder meer voorkomt in het noordoosten van Australië en in Indonesië. Deze bomen zijn nauw verwant aan brandnetels maar de grootste soort, Dendrocnide excelsa, kan 35 m hoog worden. De brandharen of trichomen op bladeren en takken worden 7 mm lang en dringen zelfs door dikke handschoenen heen. En hun toxines veroorzaken zeer hevige pijn die uren aanhoudt en zelfs na weken nog bij vlagen kan terugkomen.

Tot nu toe was de samenstelling van het gif een raadsel. Bij andere brandnetelachtigen bevat het kleine moleculen zoals histamine, acetylcholine, 5-hydroxytryptamine en mierenzuur. Maar als je die onderhuids injecteert is de pijn lang zo erg niet. Uit Dendrocnide moroides, de meest beruchte soort, is ooit een octopeptide (dus acht aminozuren) geïsoleerd dat de boosdoener zou zijn. Maar ook dit ‛moroïdine’ veroorzaakt minder pijn dan je zou verwachten.

Irina Vetter, Thomas Durek en collega’s hebben nu extracten van D. excelsa uit elkaar getrokken met HPLC-vloeistofchromatografie, waarna ze de fracties afzonderlijk toedienden aan proefdieren. De fractie die het meeste zeer leek te doen, werd met Maldi-massaspectrometrie nader bekeken. Dat leverde een groep nog onbekende ‛mini-eiwitten’ op. Ze blijken te bestaan uit 36 aminozuren, waaronder zes cysteïnes, in een volgorde die niet eerder in de natuur is aangetroffen.

Dankzij drie zwavelbruggen tussen de cysteïnes zijn deze ‛gympietides’ uiterst stabiel. De resulterende 3D-vorm lijkt sterk op die van toxines uit spinnen en zeeslakken waarin ook zes cysteïnes zitten, al is de aminozuurvolgorde verder nogal afwijkend. Kennelijk is de evolutie een paar keer uitgekomen op dezelfde constructie.

Als je muizen blootstelt aan synthetisch nagemaakte gympietides, zie je wél een gympie-gympieachtig effect. Ook in vitro activeren deze eiwitten pijngevoelige zenuwcellen (nociceptoren, ook weer uit muizen). Het effect op de natriumkanalen in de celmembranen, waardoor de cellen langdurig een alarmsignaal blijven doorgeven, is eveneens proefondervindelijk vastgesteld in een petrischaaltje. Hoe gympietides het voor elkaar krijgen, is overigens nog een raadsel.

Gilding, E.K. et al. (2020) Science Advances 6(38).

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!