In Leiden zijn moleculaire labels ontwikkeld die selectief binden aan alfaglucosidase-enzymen. Je kunt er onder meer mee de ziekte van Pompe mee diagnostiseren, melden Hermen Overkleeft, Hans Aerts en collega’s in ACS Central Science.

Die glucosidases spelen een belangrijke rol bij de stofwisseling. Pompe wordt veroorzaakt door een gebrek aan een van de varianten, lysosomaal alfaglucosidase, afgekort GAA. Dat enzym hoort alfa-glucosemoleculen af te splitsen van glycogeen, een polysacharide dat dient als energie-opslag. Werkt dat mechanisme niet, dan hoopt het glycogeen zich op in de lysosomen. Dat leidt tot ernstige en uiteindelijk fatale schade aan met name spierweefsel.

Pompe is niet te genezen, enkel te vertragen door kopieën van GAA in te spuiten. Maar die behandeling is peperduur, vooral op latere leeftijd. En tot nu toe was het niet mogelijk om te meten hoe veel GAA er nu werkelijk in het weefsel actief is, voor en na zo’n injectie.

In Leiden hebben ze daar nu, in samenwerking met de University of York, iets op gevonden. Ze gingen uit van cyclofellitol, een uit xylose afgeleide suiker waarvan al een tijdje bekend is dat het een prima inhibitor is voor de bètaglucosidases die onder meer te maken hebben met de ziekte van Gaucher. Dat lijkt te komen doordat het molecuul qua vorm sterk lijkt op bèta-glucose. Een paar jaar geleden werd al gedemonstreerd hoe je het synthetiseert en hoe je er een fluorescerend label aan kunt hangen, waarna je met activity-based protein profiling de aanwezigheid van die bètaglucosidases zichtbaar kunt maken.

Hun cyclofellitolderivaten hebben ze nu qua vorm zo aangepast dat ze niet meer op bèta- maar op alfaglucosidases passen. In feite komt dat neer op het dusdanig modificeren van de ringstructuur dat hij niet meer op bèta- maar op alfaglucose lijkt. Wellicht de grootste prestatie is echter de ontwikkeling van een bruikbare route om ook deze vorm van cyclofellitol te synthetiseren, en er meteen een aziridine van te maken waar je via klikchemie een detecteerbare probe aan kunt hangen.

Diverse experimenten bewijzen dat het eindresultaat inderdaad alfaglucosidases bindt. De optimale pH verschilt per situatie, net als de activiteit van die enzymen, en dat wordt weer uitgelegd als aanwijzing dat de binding echt een gevolg is van die activiteit en dat het bij niet-actieve enzymen niet werkt.

De eerste proefjes met celmateriaal van een Pompe-patiënt lieten inderdaad zien dat GAA daarin niet of nauwelijks actief is. Quod erat demonstrandum.

bron: ACS Central Science, University of York