Gif van vogelspin geeft inzicht in chronische pijn

Met zijn grote lijf en harige poten wordt de vogelspin door velen gevreesd. Het beestje injecteert gif met zijn grote kaken om zijn prooi te bedwelmen en toe te slaan. Het gif immobiliseert de prooi door de elektrische signalen te remmen in de zenuwcellen van het dier. En verrassend genoeg vertelt dit gif ons ook een hele hoop over het behandelen van chronische pijn.

Een Chinese tarantulabeet bevat een angelachtig gif (toxine) dat zich richt op een moleculair doelwit in het elektrische signaleringssysteem van zenuwcellen. De angel vergrendelt snel de spanningssensoren op natriumkanalen. Deze kanaaltjes zijn betrokken bij het doorgeven van elektrische signalen in zenuwcellen, hartspiercellen en enkele andere celtypen. Activatie van de kanaaltjes zorgt ervoor dat ze opengaan, waardoor vervolgens het signaal doorgegeven kan worden om zenuwen te bedienen, spieren aan te sturen en pijn waar te nemen. Met behulp van cryo-elektronenmicroscopie konden de onderzoekers precies zien waar het gif op de kanaaltjes bindt, zo schrijven zij in het tijdschrift Molecular Cell.

De onderzoekers namen het toxine-bindende gebied van een specifiek type menselijk natriumkanaal dat cruciaal is voor pijnoverdracht, het zogenaamde Nav1.7-kanaal. Inzicht in hoe het tarantulagif de natriumkanalen precies blokkeert, zou een nieuwe benadering kunnen zijn voor het ontwerpen van medicijnen tegen chronische pijn. Door de stevige binding van het gif aan zijn receptorplaats op het natriumkanaal, kon het team voor het eerst een duidelijk beeld krijgen van het proces waarin de kanalen gevangen worden in hun rusttoestand.

Grote verscheidenheid aan toxines

Expert in neurotoxicologie Remco Westerink (Universiteit Utrecht): ‘Er is een enorme verscheidenheid aan dierlijke toxines en dat zijn interessante stoffen om medicijnen op te baseren. Zo blijkt er ook een stof in spinnengif te zitten die als natuurlijk viagra kan dienen. De bloeddrukverlagers uit slangengif zijn een ander bekend voorbeeld. Het unieke van deze paper is dat men laat zien wáár het toxine bindt aan het kanaal. Met die kennis heb je een soort aanmeerplek waar je andere moleculen voor kan maken die stabieler zijn dan het toxine-eiwit. Je kunt natuurlijk niet zomaar elke keer een tarantula melken, maar dit inzicht maakt het mogelijk om een synthetisch middel te ontwerpen die hier qua structuur op lijkt.’

Westerink vervolgt: ‘Wat je wel vaak ziet is dat toxines aan meerdere natriumkanalen kunnen binden. De volgende stap zou zijn om te kijken hoe specifiek het toxine is. Je wilt eigenlijk dat het heel specifiek aan het Nav1.7-kanaal bindt en niet aan overige kanalen. Er zijn rond de 20 soorten natriumkanalen, dus deze specificiteit is erg belangrijk. Een ander lastig punt is dat het Nav1.7-kanaal niet alleen specifiek op sensorische neuronen voorkomt, maar ook op een paar andere plekken in het lichaam. De uitdaging is dan ook om deze stof te krijgen op de plek het lichaam waar je de sensorische neuronen hebt en dat het niet in de hersenen terecht komt. Er is dus nog wel een weg te gaan, maar dit onderzoek is zeker een stap in de goede richting.’