Alles lust hij rauw, zelfs bacteriën.

Om nieuwe antimicrobiële eiwitten te ontdekken in dierenbloed moet je gewoon álles er uit vissen en kijken wat er tussen zit. Met dank aan een lokale alligator voor het bewijs, schrijven Amerikaanse onderzoekers in PLOS One.

Die kationische antimicrobiële peptides, afgekort CAMPs, gelden als veelbelovend uitgangspunt voor nieuwe soorten antibiotica. Dat veel dieren zulke peptides in hun bloed hebben is bekend. Maar ze terugvinden tussen alle andere eiwitten is een beetje zoeken naar een speld in een hooiberg. En vaak zijn de concentraties zó laag zijn dat je een monstervolume nodig hebt dat de diersoort in kwestie direct met uitsterven bedreigt.

Barney Bishop, Monique van Hoek en collega’s van George Mason University in Virginia bedachten echter een analysemethode die met heel weinig bloed toe kan: 100 microliter zou voldoende moeten zijn.

Erg veel bekend is er niet over CAMPs, maar wel dat het vrij korte peptideketens zijn met een positieve lading. Dus gebruiken ze bolletjes van een speciaal voor dit doel gesynthetiseerde hydrogel die bestaat uit een gecrosslinkt copolymeer van N-isopropylacrylamide en een zuur reagerend monomeer: acrylzuur of 2-acrylamido-2-methylpropaansulfonzuur. Die zure component is negatief geladen en dient als specifiek ‘aas’ voor kationische eiwitten, terwijl de geometrie van het gecrosslinkte netwerk dusdanig is dat alleen kleine peptides er in passen.

Vervolgens extraheer je de oogst uit de hydrogel, sorteer je de peptides met behulp van een goede massaspectrometer en bepaal je alle aminozuurvolgordes. Alles met een grotere massa dan 5,5 kilodalton en een lagere lading dan 4+ gooi je alsnog weg als zijnde tamelijk kansloos. De rest vergelijk je met bekende CAMPs uit een database, in de hoop dat er iets tussen zit dat er in de verte op lijkt.

Van de sequenties waaraan je uiteindelijk het beste gevoel overhoudt, synthetiseer je vervolgens een grotere hoeveelheid (bij korte peptideketens is dat niet zo moeilijk meer) zodat je kunt uitproberen of het echt CAMPs zijn.

Als proof of principle is dit uitgeprobeerd met bloed van Alligator mississippiensis. Bekend is dat het serum van zo'n 'gator' antimicrobieel werkt maar niemand wist ooit één eiwit te isoleren wat daarvoor verantwoordelijk was.

Uit de hydrogel kwamen 568 aminozuursequenties, waarvan er 45 werden geïdentificeerd als potentiële CAMPs. Daarvan zijn er tot nu toe acht in grotere hoeveelheden gesynthetiseerd, en vijf bleken inderdaad een duidelijke antibacteriële werking te vertonen.

De onderzoekers tekenen er bij aan dat de methode nog een stuk effectiever kan worden naarmate er meer bekend wordt over de relatie tussen eiwitstructuur en CAMP-activiteit. Aan de andere kant kun je de nieuwe methode loslaten op elke diersoort die in staat is om 100 microliter bloed af te staan, dus zelfs bij de huidige stand der techniek zou je al meer CAMP-kandidaten moeten kunnen verzamelen dan je in een mensenleven kunt uittesten.

bron: George Mason University