Första bilderna på giftet bakom stelkramp

Tetanustoxin, så heter giftet som orsakar stelkramp. I Sverige är nästan alla vaccinerade mot sjukdomen, men i världen dör omkring 60 000 människor i stelkramp varje år. Nu har Pål Stenmarks forskargrupp vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, bestämt den första strukturen på giftet. Det gör att man för första gången kan se hur hela giftet är uppbyggt.

– Våra upptäckter skulle kunna användas till att designa nya läkemedel, säger Pål Stenmark, docent vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet.

Tillsammans med sin forskargrupp har han tagit fram den första tredimensionella bilden av hela stelkrampsgiftet och kan visa hur det binder till våra celler.
– Nu kan vi se den exakta positionen av de 20 000 atomer som bygger upp tetanustoxin. Det gör att vi kan förstå hur giftet är uppbyggt och hur stelkrampsvaccinet ser ut.

Botulinumtoxiner och stelkrampsgiftet tetanustoxin är de allra giftigaste ämnen man känner till. Gifterna är stora proteiner som produceras av speciella bakterier. Bakterien som tillverkar stelkampsgiftet finns i vanlig jord och kan börja växa i smutsiga sår, bakterien producerar giftet i såret. En unik och intressant egenskap hos Tetanustoxinet är att det färdas längs nervceller från såret till ryggmärg där det orsakar kramper som är livsfarliga.

– Vi har upptäckt att giftet ändrar form vid olika pH-värden. Det vill säga i sura vätskor ser giftet ut på ett sätt medan i neutrala vätskor, ser det ut på ett annat sätt. Vi tror att det här är ett sätt för giftet att anpassa sig till olika miljöer under sin resa i nervcellerna och för att hitta rätt väg till ryggmärgen. Man har tidigare inte vetat hur giftet ser ut eller att det förändrar sitt utseende vid olika pH.

Pål Stenmarks forskargrupp forskar om botulinumtoxiner som liknar stelkrampsgiftet, men medan botulinumtoxinet orsakar förlamning orsakar stelkrampsgiftet kraftiga kramper.
– Vi vill veta mer om vad som gör att de har motsatt effekt. Tetanustoxinet vandrar i nervcellerna mot ryggmärgen medan botulinumtoxinet stannar lokalt och orsakar förlamning. Man skulle kunna använda våra upptäckter till att designa nya läkemedel som kan transporteras till hjärnan, säger Pål Stenmark.

I många delar av världen är inte alla vaccinerade mot stelkramp och framförallt spädbarn och nyblivna mödrar löper risk att dö i sjukdomen.
– Stora vaccinationsprogram har avsevärt förbättrat situationen i världen, men fortfarande dör cirka 60 000 i stelkramp varje år, säger Pål Stenmark.

Studien
”The structure of the tetanus toxin reveals pH-mediated domain dynamics” av Geoffrey Masuyer, Julian Conrad och Pål Stenmark är publicerad i tidskriften EMBO reports.

Länken till artikeln finns här: http://embor.embopress.org/cgi/doi/10.15252/embr.201744198

Kontakt
För mer information kontakta Pål Stenmark: 08-16 37 29 eller 0739-84 12 16, stenmark@dbb.su.se