In twee afzonderlijke onderzoeken hebben Duitse onderzoekers één enkele genmutatie ontdekt die de ongeneeslijke auto-immuunziekte lupus veroorzaakt. De ontdekking opent de deur naar het ontwikkelen van nieuwe behandelingen en het detecteren van genetische mutaties om een vroege diagnose van de ziekte te garanderen.
Lupus zorgt ervoor dat het immuunsysteem de weefsels en organen van het lichaam aanvalt, waardoor ontstekingen van de nieren, de hersenen en het centrale zenuwstelsel, de bloedvaten, de longen en het hart ontstaan. Een effectieve behandeling is afhankelijk van het vroegtijdig opsporen van de ziekte, zodat de ontsteking onder controle kan worden gehouden voordat deze permanente schade aan organen veroorzaakt.
Lupus is erfelijk en het is bekend dat verschillende genen bijdragen aan de ziekte; vrouwen hebben een grotere kans om de ziekte te ontwikkelen dan mannen. Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Infectiebiologie in Duitsland bestudeerden de genetica van lupus erythematosus en ontdekten een mechanisme dat de ziekte kan veroorzaken.
Het aangeboren immuunsysteem reageert zeer snel op binnendringende ziekteverwekkers, maar deze snelle reactie moet onder controle worden gehouden om te voorkomen dat het het lichaam gaat ondersteunen. Onderzoekers hebben deze controlemechanismen bestudeerd, waarbij ze zich concentreerden op een receptor genaamd Toll-like receptor 7 (TLR7).
TLR7 herkent het genetische materiaal van virussen en bacteriën en veroorzaakt een immuunreactie. Om snel te kunnen reageren moet er een bepaalde hoeveelheid TLR7 aanwezig zijn in immuuncellen, die het evenwicht in stand houden door voortdurend receptoren te produceren en af te breken.
"We wilden begrijpen wat er gebeurt als dit evenwicht doorslaat", zegt Olivia Majer, een van de corresponderende auteurs van het onderzoek.
In hun onderzoek naar TLR7 ontdekten de onderzoekers dat een eiwitcomplex genaamd BORC nodig is voor de afbraak van TLR7 in immuuncellen. Bovendien heeft BORC een ander eiwit nodig, UNC93B1, om het afbraakproces goed te voltooien. Als het afbraakproces misgaat, wordt TLR7 niet afgebroken, maar hoopt het zich op in de cel.
"We wisten al dat het hebben van te veel van deze receptoren een probleem was uit vroege experimenten met muizen aan de Universiteit van Californië, Berkeley, een paar jaar geleden," zei Majer.
Te veel receptoren kunnen het immuunsysteem ertoe aanzetten een auto-immuunreactie te creëren, zoals lupus erythematosus. Vóór deze studie waren noch BORC noch UNC93B1 in verband gebracht met lupus.
Fabian Hauck, co-corresponderend auteur van deze studie en expert op het gebied van aangeboren immuunstoornissen aan het Ludwig-Maximilians Universitair Ziekenhuis in München, bevestigde de aanwezigheid van de UNC93B1-mutatie bij een van zijn lupuspatiënten uit zijn kindertijd. Na onderzoek van de patiënten ontdekten ze dat een enkele genmutatie leidt tot verzwakte BORC-interacties en accumulatie van TLR7.
Naast de Max-Planck-studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Immunology, hebben onderzoekers van de Technische Universiteit van Dresden (TUDresden) in Duitsland een afzonderlijke studie uitgevoerd waarin ook de UNC93B1-genmutatie en de relatie ervan met lupus werden onderzocht.
Onderzoekers bestudeerden vier patiënten uit twee families die allemaal symptomen ontwikkelden van systemische lupus erythematosus (SLE), het meest voorkomende type lupus. Omdat systemische lupus erythematosus ongebruikelijk is bij zeer jonge kinderen, gingen ze op zoek naar een genetische oorzaak en vonden ze de UNC93B1-genmutatie bij alle gezinsleden.
Net als in het onderzoek van Majer en Hauck ontdekten de onderzoekers dat de UNC93B1-mutatie leidt tot selectieve overactivatie van TLR7, wat leidt tot een auto-immuunaanval en daaropvolgende ontsteking. Bovendien ontdekten ze dat dit de overleving stimuleerde van zelfreactieve B-cellen, die auto-antilichamen produceren tegen de eigen cellen van het lichaam en auto-immuunaanvallen voeden. Hieruit concludeerden ze dat UNC93B1 de activiteit van TLR7 en andere receptoren kan controleren om auto-immuniteit te voorkomen.
Min Ae Lee-Kirsch, corresponderende auteur van de studie, zei: "Onze studie toont een direct causaal verband aan tussen de overactieve UNC93B1/TLR7-as en de pathogenese van lupus en suggereert dat het blokkeren van overactieve TLR7 therapeutische voordelen kan hebben. Daarom wordt verwacht dat onze bevindingen de verdere ontwikkeling van TLR7-remmers voor patiënten met systemische lupus erythematosus en gerelateerde auto-immuunziekten zullen versnellen."
Alles bij elkaar openen deze twee onderzoeken de deur naar nieuwe behandelingen die mogelijk kunnen voorkomen dat de schadelijke ontsteking die kenmerkend is voor de ziekte überhaupt optreedt. Bovendien kan het testen op mutaties in het UNC93B1-gen onderdeel worden van de lupusbehandeling, waardoor een vroege diagnose van de ziekte wordt gegarandeerd.
Beide onderzoeken zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science Immunology.
Het onderzoek van het Max Planck Instituut vindt u hier:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adi9575
Het onderzoek van de TU Dresden vindt u hier:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adi9769