Therapeutische antilichamen worden steeds meer gebruikt om verschillende aandoeningen te behandelen. Het toedienen van antilichamen via de mond om het maag- of darmweefsel te bereiken blijft echter een uitdaging: ze overleven namelijk de vertering niet. Wetenschappers hebben nu een nieuwe antilichaamtechnologie ontwikkeld die de voordelen van antilichaam-gebaseerde behandelingen combineert met het gemak van orale inname van geneesmiddelen.
Deze antilichamen kunnen eenvoudig geproduceerd worden in gist gebruikmakende van gangbare productiemethoden uit de voedingsindustrie, of ook in plantenzaden. Dit werk werd vandaag gepubliceerd in het vakblad Nature Biotechnology.
Deze antilichaamtechnologie kan mogelijks voor verschillende toepassingen gebruikt worden, gaande van het bestrijden van darminfecties bij dieren en mensen, het behandelen van ontstekings- en metabole stoornissen, tot de ontwikkeling van voedingssupplementen die ingrijpen op de darmflora.
Conventionele therapeutische antilichamen worden geïnjecteerd in de bloedsomloop voor het behandelen of voorkomen van vele ziekten, waaronder infecties, kanker en ontstekingen. Hoewel ze op grote schaal toepasbaar zijn, zijn deze op antilichamen gebaseerde therapieën niet ontworpen voor orale inname om het darmstelsel te bereiken, omdat de antilichamen mogelijks worden afgebroken tijdens hun passage in het maag-darmkanaal.
Naast het vermijden van injectienaalden, kan lokale afgifte van antilichamen in plaats van systemische toediening de voorkeur hebben om systemische bijwerkingen te minimaliseren of zelfs te vermijden. Daarom zijn wetenschappers op zoek naar technologieën die antilichamen beschermen tijdens hun reis door het verteringsstelsel naar hun doelwit in de ingewanden.
Nu heeft onderzoek door Dr. Vikram Virdi, postdoctoraal onderzoeker in het lab van Nico Callewaert (VIB-UGent) en Ann Depicker (VIB-UGent) orale toediening van antilichamen naar de ingewanden mogelijk gemaakt. De wetenschappers ontwikkelden een antilichaam dat simpel en robuust genoeg is om de vijandige omgeving in het verteringsstelsel te overleven.
Meer nog, het team ontwikkelde ook een productiemethode voor deze antilichamen waarbij sojazaden of gistcellen worden gebruikt. Door gebruik te maken van bestaande methoden uit de voedingsindustrie konden ze de noodzaak voor dure zuiveringsprocessen elimineren. Het resultaat is een makkelijk te produceren poeder met antilichamen dat aan voedsel kan worden toegevoegd en oraal kan worden ingenomen zonder capsule.
In samenwerking met de groep van Eric Cox (UGent), bewezen de wetenschappers de doeltreffendheid van de technologie bij jonge biggen vatbaar voor een diarree-veroorzakende infectie. Diarree veroorzaakt door enterotoxigene Escherichia coli (ETEC) is een economisch belangrijke ziekte in de wereldwijde varkensteelt. Momenteel is het toedienen van antibiotica het enige dat soelaas biedt tegen deze infectie, maar dit is een risicofactor voor de gekende problemen van antibioticaresistentie en potentiële overdracht van resistente bacteriën tussen dieren en mensen. Dit is een groot probleem voor varkenstelers: hoe ETEC-crisissen overwinnen in het licht van strikte wettelijke beperkingen op het gebruik van antibiotica voor vee? De nieuwe antilichaam-gebaseerde aanpak bleek een efficiënt en veilig alternatief. “Een pilootstudie toont aan dat biggen die voeding kregen verrijkt met de nieuwe antilichamen beschermd blijken te zijn tegen infectie met ETEC.” zegt Vikram Virdi. Gesteund door deze resultaten wil het team de antilichamen verder ontwikkelen als diergeneeskundig product.
Volgens Nico Callewaert, die het werk met de gistcellen leidde, gaan de toepassingen echter veel verder. “Aangezien de darm bij mens en varken erg gelijkend zijn, is het labo deze technologie reeds verder aan het bekijken om menselijke darminfecties te voorkomen en behandelen, en symptomen aan te pakken in ziekten zoals de ziekte van Crohn en colitis. Ook in humanitaire projecten zou een belangrijke bijdrage kunnen geleverd worden, bijvoorbeeld gedurende post-rampsituaties om uitbraken van darmaandoeningen zoals door cholera veroorzaakte diarree te bestrijden.”
De veelzijdigheid van deze nieuwe technologie creëert mogelijkheden om nieuwe producten te ontwikkelen voor verschillende sectoren, zoals veevoer- en voedingssupplementen, nutraceutica, biofarmaceutica, en microbioomoptimalisering.
Publicatie
Yeast-secreted, dried and food-admixed monomeric IgA prevents gastrointestinal infection in a piglet model, Virdi et al., Nature Biotechnology 2019
