Lectines zijn eiwitten of glycoproteïnen van niet-immuun oorsprong die zich specifiek binden aan koolhydraten. Zij hebben gewoonlijk, en waarschijnlijk per definitie, ten minste twee bindingsplaatsen per molecuul en hebben de neiging om cellen waaraan zij zich binden te agglutineren. Zij zijn alomtegenwoordig in levende materie, zowel van plantaardige als van dierlijke oorsprong.1 Tot de dierlijke lectines behoren de selectines die verantwoordelijk zijn voor de interactie tussen leukocyten en endotheel, het galactosebindende lectine in de hepatocyt dat verantwoordelijk is voor het verwijderen van verouderde, gedesialyleerde glycoproteïnen uit de circulatie (de asialoglycoproteïne-receptor), het circulerende mannosebindende lectine dat als complementproteïne fungeert, en de intracellulaire galectines (galactosebindende lectines) waarvan de natuurlijke functies nog moeten worden vastgesteld. Tot de microbiële lectines behoren de adhesines die essentieel zijn voor de pathogeniciteit van veel enterische organismen. Plantaardige lectines zijn bijzonder talrijk in zaden en noten. Het zijn meestal bolvormige eiwitten die zeer resistent zijn tegen vertering door zoogdierenzymen en die de passage door het spijsverteringskanaal overleven. Hun functies in de plant zijn onduidelijk, maar waarschijnlijk omvatten zij groeibevorderende en schimmelwerende effecten. Lectines hebben gewoonlijk een effect op de cellen waaraan zij zich binden. Mitogene functies zijn al lang bekend – bijvoorbeeld voor concanavalin A en fytohemagglutinine. Hoewel de effecten van toxische lectines, zoals fytohemagglutinine (lectine van rode kidneybonen) in ondergekookte chili con carne, op de darm goed bekend zijn, is de interactie tussen niet-toxische lectines in de voeding en de darm tot voor kort betrekkelijk weinig bestudeerd.

In dit nummer (zie blz. 709) melden Jordinson en collega’s dat het lectine van tuinbonen de proliferatie remt zonder duidelijke cytotoxiciteit en de differentiatie en eiwitsynthese stimuleert. Dit is een ongewone en intrigerende combinatie van effecten. Zoals momenteel het geval is voor de meeste bekende lectine-effecten, is het mechanisme onduidelijk, maar er worden aanwijzingen geleverd dat het effect op de differentiatie verband houdt met de adhesiemolecule ep-CAM. De lectine is in sommige opzichten vergelijkbaar met de niet-toxische antiproliferatieve lectine in de gewone eetbare paddestoel (Agaricus bisporus).2 Wij hebben onlangs ontdekt dat deze lectine geïnternaliseerd raakt en selectief de nucleair-lokaliserende-sequentie-afhankelijke nucleaire eiwitimport blokkeert.3 Zij verschilt echter van de tuinboon lectine in die zin dat zij de eiwitsynthese eerder remt dan stimuleert. Er moet echter voor worden gewaakt de resultaten in de ene cellijn te ver door te trekken naar een andere en vooral wanneer de resultaten van een kwaadaardige cellijn worden geëxtrapoleerd naar een heel dier. Het is opmerkelijk dat de stimulering van de differentiatie alleen wordt waargenomen in LS174T en niet in HT29- of SW1222-cellen. LS174T, in tegenstelling tot HT29, hebben de neiging om goed gedifferentieerde gobletcellen te vormen in confluente cultuur.4 Verder onderzoek is nodig om te bepalen welke glycoproteïnen aan de celoppervlakte de lectine binden, waarbij niet mag worden vergeten dat heel verschillende glycoproteïnen dezelfde koolhydraatstructuur kunnen uitdrukken en dat het slechts één van deze glycoproteïne-lectine-interacties kan zijn die verantwoordelijk is voor het initiëren van het differentiatie-effect. Het is dan belangrijk te bepalen of dit lectine bindende glycoproteïne aanwezig is in de normale of zieke menselijke darm.

Jordinson en collega’s wijzen erop dat lectines overvloedig aanwezig zijn in fruit en groenten, maar dat de inname van deze voedingsmiddelen beschermend is tegen darmkanker, wat impliceert dat dit een verband tussen pro-proliferatieve plantaardige lectines en darmkanker onwaarschijnlijk maakt. Dit is echter een onvolledige weergave van onze lectine-galactose-hypothese voor voeding en darmkanker.5 Het bewijs dat de inname van pinda’s de rectale mucosale proliferatie stimuleert bij personen die galactose tot expressie brengen op hun mucosale glycoproteïnen6 beschouwen wij als een bewijs van het principe dat er waarschijnlijk belangrijke functionele interacties optreden tussen intraluminale lectines en de verhoogde galactose die tot expressie komt in mucosale glycoproteïnen bij colonkanker en premaligne aandoeningen,7 eerder dan een bewijs dat galactose bindende lectines in de voeding een belangrijke oorzaak van colonkanker zullen blijken te zijn. Wij hebben erop gewezen dat veel van de intraluminale lectines van microbiële oorsprong zullen zijn en dat de rol van galactose in de voeding, die veel van deze lectines competitief bindt en daardoor remt, een belangrijker mechanisme kan zijn om het beschermende effect van groenten- en fruitvezels tegen darmkanker te verklaren. Een recente case control studie van voeding en darmkanker in Liverpool ondersteunt het beschermende effect van galactose in de voeding.8

Het is niet mogelijk te voorspellen welke effecten de tuinboon lectine zal hebben op de intacte menselijke darm en de conclusie van Jordinsonet al dat de tuinboon lectine in de voeding “de progressie van darmkanker kan vertragen” is interessant maar zeer speculatief. Er zijn veel onvoorspelbare factoren, waaronder mogelijke interacties tussen de lectine en koolhydraten in de voeding, interactie tussen de lectine en darmbacteriën, het vermogen van de lectine om warmte en spijsvertering te weerstaan, en de mogelijkheid dat de lectine effecten heeft op andere cellen dan darmepitheelcellen. Pusztai en collega’s hebben aangetoond dat veel van de toxische effecten van sommige lectines afhankelijk zijn van hun interactie met de darmflora9 en wij hebben aangetoond dat lectines uit de voeding geïnternaliseerd kunnen worden en intact in het perifere bloed kunnen circuleren.10

Het hele gebied van epitheliale glycobiologie en de implicaties ervan voor de interactie tussen het slijmvlies en intraluminale lectines van voedings- of microbiële oorsprong is fascinerend en rijp voor verdere studie. Vele van de glycosyleringsafwijkingen die bij colonkanker worden aangetroffen, blijken correlatief te zijn met invasief potentieel en uiteindelijke prognose. Sommige van de glycosyleringsveranderingen staan waarschijnlijk onder genetische controle, d.w.z. als mucosaal uitgedrukte koolhydraatantigenen van de bloedgroep. Er moet nog veel ontdekt worden over de aard van de lectine-epitheliale cel interacties en hun implicaties voor het functionele belang van de regulatie van glycosylatie op celoppervlak en intracellulaire epitheliale glycoproteïnen. Sommige plantaardige lectines, zoals de lectines van tuinbonen en paddestoelen, kunnen zeer nuttige hulpmiddelen blijken bij het helpen identificeren van belangrijke cellulaire glycoproteïnen die betrokken zijn bij de regulering van proliferatie en differentiatie en de verandering daarvan bij kwaadaardige ziekten.