Decennia lang hebben volksgezondheidsambtenaren verbaasd over een verrassend feit over HIV: slechts ongeveer 10-20 procent van de zuigelingen die borstvoeding krijgen door besmette moeders, vangen het virus op. Tests tonen echter aan dat HIV inderdaad aanwezig is in moedermelk, zodat deze kinderen de eerste maanden (of zelfs jaren) van hun leven meerdere keren per dag aan het virus worden blootgesteld.
Nu heeft een groep wetenschappers en artsen van de Duke University ontdekt waarom deze baby's niet besmet raken. Menselijke moedermelk bevat van nature een eiwit genaamd Tenascin C dat HIV neutraliseert en in de meeste gevallen voorkomt dat het van moeder op kind wordt overgedragen. Uiteindelijk zeggen ze dat het eiwit potentieel waardevol kan zijn als een middel tegen hiv-bestrijding voor zowel baby's als volwassenen die hiv-positief zijn of het risico lopen de infectie op te lopen.
Het onderzoek, dat vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences, is geïnspireerd op eerder werk van andere onderzoekers waaruit bleek dat zowel in weefselculturen als levende muizen moedermelk van hiv-negatieve moeders van nature begiftigd was met hiv-bestrijdende eigenschappen. Wetenschappers suggereerden dat een paar verschillende eiwitten in de melk mogelijk verantwoordelijk zijn, maar niemand wist welke.
Als onderdeel van het onderzoek verdeelden de onderzoekers moedermelk in kleinere fracties bestaande uit specifieke proteïnen via een aantal filters - de proteïnen scheiden op grootte, elektrische lading en andere kenmerken - en testten welke van deze fracties, wanneer toegevoegd aan een weefselkweek, voorkwam dat de cellen door HIV werden geïnfecteerd. Uiteindelijk ontdekten ze met behulp van massaspectrometrie dat één bepaald eiwit aanwezig was in alle hiv-resistente fracties maar in geen van de andere: Tenascin C.
Tenascin C blokkeert een sleuteleiwit op de envelop van HIV (de oranje strengen) die normaal bindt aan een receptor op het membraan van een T-cel genaamd CCR5 (grijs gebied). Daarbij voorkomt Tenascin C dat HIV fuseert met de T-cel en zijn DNA erin injecteert. (Afbeelding via Wikimedia Commons / Mike Jones) "Het eiwit werkt door ons te binden aan de hiv-envelop, en een van de interessante dingen is dat we zelfs in staat waren om precies te bepalen waar op de envelop het bindt", zegt Sallie Permar, hoofdauteur van de studie. Haar team ontdekte dat het eiwit bindt aan een cruciaal gebied op de envelop van het virus dat normaal gesproken op een receptor wordt geklemd die CCR5 aan de buitenkant van menselijke T-cellen wordt genoemd, waardoor het zijn membraan met de cellen kan versmelten. Met de regio bedekt door Tenascin C, wordt de normale aanvalsroute van HIV geblokkeerd en wordt de effectiviteit van het virus sterk verminderd.
Toch zeggen de onderzoekers dat andere natuurlijke elementen in melk mogelijk ook een rol spelen bij de bestrijding van HIV. "Het is duidelijk niet het hele verhaal, omdat we monsters hebben die kleine hoeveelheden van dit eiwit bevatten maar toch hiv-neutraliserende activiteit hebben, " zegt Permar. "Dus het kan optreden in samenwerking met andere antivirale en antimicrobiële factoren in de melk."
Wat die andere factoren ook zijn, de bevinding rechtvaardigt recente wijzigingen in de VN-richtlijnen die zelfs hiv-positieve moeders in landen met weinig middelen aanbevelen borstvoeding te geven als ze antiretrovirale medicijnen gebruiken om hun eigen infectie te bestrijden. Dat komt omdat - zoals de statistieken bevestigen - de enorme voordelen van moedermelk voor voeding en het immuunsysteem opwegen tegen de relatief kleine kans op overdracht van HIV via borstvoeding. Tenascin C, zo lijkt het, is een groot deel van de reden waarom die transmissiesnelheid verrassend laag is, en voldoende toegang tot antiretrovirale medicijnen kan het zelfs nog lager maken - zo laag als 2 procent.
De volgende stappen, zegt Permar, bepalen welk gebied van Tenascin C actief is in binding aan HIV en of het effectief overdracht in een levend dier kan voorkomen, in tegenstelling tot een weefselkweek. Als het werkt, kan het mogelijk worden opgenomen in een hiv-medicijn met bredere toepassingen. Mogelijke toepassingen zijn onder meer het geven van een geconcentreerde vorm aan zuigelingen die geen borstvoeding kunnen geven of het zelfs toedienen aan degenen die dat wel doen om hun niveau of weerstand te verhogen. Het is zelfs denkbaar dat het ooit zou kunnen worden aangepast om het risico op HIV-overdracht ook bij volwassenen te verminderen.
Een direct voordeel, zegt Permar, is dat "het inherent veilig is, omdat het al een component is voor moedermelk. Het is iets wat baby's elke dag eten. 'Ander potentiële behandelingen moeten daarentegen worden gescreend op toxiciteit.
De aanwezigheid van Tenascin C in moedermelk roept echter een diepere vraag op: waarom zou melk van nature een eiwit bevatten dat tegen HIV vecht, een virus dat zich uiterst recent ontwikkelde in onze evolutionaire geschiedenis, ergens in het begin van de 20e eeuw?
"Ik denk niet dat het in de moedermelk zit om specifiek HIV te bestrijden, maar er zijn andere, gerelateerde infecties die borstvoeding hebben doorgemaakt", zegt Permar. "Ons werk heeft aangetoond dat de activiteit van Tenascin C niet specifiek is voor HIV, dus we denken dat het meer een breedspectrum anti-microbieel eiwit is."
Met andere woorden, Tenascin C is effectief in het bestrijden van een grote verscheidenheid aan infecties (misschien gerelateerd aan zijn rol bij volwassenen, waar het verschillende soorten weefsel bij elkaar houdt, waardoor receptoren nodig zijn die kunnen binden aan een breed scala aan verschillende cellen). Het feit dat het precies op de juiste plek op de buitenste envelop van HIV bindt, zodat het de overdracht van het virus bestrijdt, zoals Permar het stelt, is "een geschenk van evolutie."
