Wetenschappers maken menselijke antilichamen die het zwarte weduwe-toxine kunnen neutraliseren

Er zijn verschillende soorten weduwespinnen, waaronder zwarte, rode en bruine varianten in Noord- en Zuid-Amerika, de Australische roodrugspin en verschillende soorten knoopspinnen die in Zuid-Afrika voorkomen. In Europa komt de zwarte weduwe (Latrodectus tredecimguttatus) voor in het Middellandse Zeegebied, maar door klimaatverandering zijn deze spinnen de laatste tijd hun verspreidingsgebied aan het uitbreiden.

Beten van de zwarte weduwe kunnen latrodectisme veroorzaken, een aandoening waarbij het gif van de spin, een neurotoxine genaamd alfa-latrotoxine, het zenuwstelsel aantast en symptomen zoals hevige pijn, hoge bloeddruk, hoofdpijn en misselijkheid veroorzaakt. Beten van de zwarte weduwe kunnen worden behandeld met antilichamen afkomstig van paarden, maar om de veiligheid van de behandeling voor patiënten te verbeteren, hebben onderzoekers in Duitsland besloten om volledig menselijke antilichamen te ontwikkelen.

"Voor het eerst presenteren we menselijke antilichamen die de neutralisatie van het gif van de zwarte weduwe aantonen in een celgebaseerde test", aldus professor Michael Hust, bioloog aan de Technische Universiteit Braunschweig en hoofdauteur van de studie gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Immunology. "Dit is een eerste stap in de richting van vervanging van het paardenserum dat nog steeds wordt gebruikt voor de behandeling van ernstige symptomen na een beet van een zwarte weduwe."

Eekhoorns vangen

Veel patiënten die door zwarte weduwen worden gebeten, worden helemaal niet behandeld, omdat het tegengif is gemaakt van eiwitten afkomstig van paarden. Deze eiwitten zijn lichaamsvreemd en kunnen ongewenste bijwerkingen veroorzaken. Deze bijwerkingen omvatten serumziekte, een reactie op eiwitten in antiserum afkomstig van niet-menselijke bronnen en een ernstige allergische reactie. Het beschikbare tegengif is bovendien een niet-gespecificeerde mix van antilichamen die per batch verschilt. Ondanks deze tekortkomingen is dit tegengif de meest effectieve behandelingsoptie die er is.

"We wilden het paardenserum vervangen door recombinante menselijke antilichamen om een beter product voor patiënten te krijgen en te voorkomen dat paarden het serum zouden produceren", aldus Hoost. Om dit te bereiken, gebruikten de wetenschappers een in-vitrotechniek genaamd antilichaamfaagdisplay.

"Deze aanpak maakt gebruik van extreem diverse genenpools, die meer dan 10 miljard verschillende antilichamen bevatten. Uit deze grote diversiteit aan antilichamen kan fagedisplay antilichamen selecteren die zich kunnen binden aan het gewenste doelwit, in dit geval het toxine", legt Hoost uit.

Antilichamen die op deze manier worden gecreëerd, kunnen steeds met dezelfde kwaliteit worden gereproduceerd, omdat de DNA-sequentie van het menselijke antilichaam bekend is. Ze kunnen ook het dierenwelzijn verbeteren, omdat paarden niet hoeven te worden geïmmuniseerd en verbloed om antitoxines tegen zwarte weduwen te produceren.

Optimalisatie van antilichamen

Het team van Khust ontwikkelde antilichaamkandidaten die gebruikt konden worden om therapeutische antilichamen te ontwikkelen. In totaal vertoonden 45 van de 75 gegenereerde antilichamen een neutralisatie van alfa-latrotoxine in vitro. Eén antilichaam, genaamd MRU44-4-A1, vertoonde een uitzonderlijk hoge neutralisatie.

Wat de onderzoekers verraste, was dat slechts twee van de antilichamen effectief waren tegen het gif van andere weduwesoorten. "Om potentiële behandelingen te ontwikkelen voor alle latrotoxines, niet alleen voor het toxine van de Europese zwarte weduwe, hebben we verder verbeterde kruisreactieve antilichamen nodig", benadrukte Hoost. De onderzoekers merkten ook op dat verdere preklinische stappen nodig zijn om de effectiviteit van de antilichamen te evalueren voordat klinische studies beginnen.

"In een ander project hebben we aangetoond dat we menselijke antilichamen konden ontwikkelen voor de behandeling van difterie die effectief bleken in in-vivo-studies. We zijn van plan dezelfde stappen te ondernemen voor antilichamen tegen het gif van de zwarte weduwe. Dit is vooral belangrijk omdat met de invasie van spinnen in nieuwe leefgebieden de incidentie van latrodectisme en de behoefte aan therapeutische alternatieven de komende jaren kan toenemen", concludeerde Hoost.