Coeliakie: nieuw bewijs over de effecten van gluten

Vandaag is het Wereldcoeliakiedag. Coeliakie is een chronische auto-immuunziekte die ongeveer 1% van de wereldbevolking treft. De ziekte wordt veroorzaakt door de consumptie van gluteneiwitten uit tarwe, gerst, rogge en sommige soorten haver. Een glutenvrij dieet beschermt patiënten met coeliakie tegen ernstige darmschade.

Samen met collega's kon chemicus Dr. Veronica Dodero van de Universiteit van Bielefeld nieuwe details achterhalen over hoe bepaalde moleculen afkomstig van gluten het lekkende darmsyndroom bij coeliakie veroorzaken.

De belangrijkste bevinding van het onderzoek: een bepaald eiwitfragment dat wordt geproduceerd bij actieve coeliakie vormt nanostructuren, oligomeren genaamd, en hoopt zich op in de model-epitheelcellen van de darm. De technische naam voor dit molecuul is 33-mer gedeamideerd gliadinepeptide (DGP). Het onderzoeksteam ontdekte dat de aanwezigheid van DGP-oligomeren de strak gesloten darmwand kan openen, wat leidt tot het lekkende darmsyndroom.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition.

Tarwepeptiden die een lekkende darm veroorzaken

Wanneer we tarwe eten, kan ons lichaam de gluteneiwitten niet volledig afbreken. Dit kan leiden tot de vorming van grote glutenfragmenten (peptiden) in onze darmen. Bij actieve coeliakie hebben onderzoekers ontdekt dat een enzym genaamd tissue transglutaminase 2 (tTG2), aanwezig bij mensen, een specifiek glutenpeptide modificeert, wat resulteert in de vorming van 33-mer DGP. Dit gebeurt meestal in een deel van onze darmen dat de lamina propria wordt genoemd. Recente studies hebben echter aangetoond dat dit proces ook in de darmwand kan plaatsvinden.

Een elektronenmicroscoopfoto uit de studie toont het problematische peptide 33-mer DGP met scherpe structuren die de darmbarrière kunnen openen. Bron: Universiteit van Bielefeld

"Ons interdisciplinaire team heeft de vorming van 33-mer DGP-oligomeren gekarakteriseerd met behulp van hoge-resolutiemicroscopie en biofysische methoden. We vonden een verhoogde permeabiliteit in een model van darmcellen na accumulatie van DGP", aldus Dr. Maria Georgina Herrera, eerste auteur van de studie. Zij is onderzoeker aan de Universiteit van Buenos Aires in Argentinië en was postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Bielefeld.

Wanneer de darmbarrière verstoord is

Lekkende darmsyndroom treedt op wanneer de darmwand permeabel wordt, waardoor schadelijke stoffen in de bloedbaan terecht kunnen komen, wat leidt tot ontstekingsreacties en diverse ziekten. Bij coeliakie is er discussie over de vroege stadia van verhoogde permeabiliteit. De belangrijkste theorie is dat chronische ontsteking bij coeliakie leidt tot een lekkende darm.

Er is echter een tweede theorie die suggereert dat de effecten van gluten op de cellen van de darmwand de hoofdoorzaak zijn. Volgens deze theorie beschadigt gluten de cellen van de darmwand direct, waardoor ze permeabel worden, wat chronische ontstekingen veroorzaakt en mogelijk leidt tot coeliakie bij gevoelige personen.

Maar aangezien gluten dagelijks wordt geconsumeerd, wat zijn dan de moleculaire triggers die leiden tot een lekkende darm bij patiënten met coeliakie? De vorming van oligomeren van 33-mer DGP kan het netwerk van epitheelcellen beschadigen, waardoor glutenpeptiden, bacteriën en andere toxines massaal in de bloedbaan terechtkomen. Dit kan leiden tot ontstekingen en, in het geval van coeliakie, tot een auto-immuunreactie.

"Onze bevindingen versterken de medische hypothese dat de verstoring van de epitheelbarrière door glutenpeptiden de oorzaak is en niet het gevolg van de immuunreactie bij patiënten met coeliakie", aldus hoofdonderzoeker Dr. Veronica Dodero van de afdeling Scheikunde aan de Universiteit Bielefeld.

Verband tussen 33-mer DGP en coeliakie

Humane leukocytenantigenen (HLA) zijn eiwitten die zich op het celoppervlak van het lichaam bevinden. Ze spelen een belangrijke rol in het immuunsysteem en helpen het onderscheid te maken tussen eigen cellen en vreemde stoffen zoals bacteriën of virussen.

Bij coeliakie zijn twee specifieke HLA-eiwitten, namelijk HLA-DQ2 en HLA-DQ8, sterk geassocieerd met de ziekte. Het 33-mer DGP past perfect bij HLA-DQ2 of HLA-DQ8 en triggert een immuunreactie die leidt tot ontsteking en atrofie van de villi in de dunne darm. Deze sterke interactie maakt DGP tot wat wetenschappers een superantigeen noemen. Voor mensen met coeliakie is een glutenvrij dieet de enige levenslange therapie.