Sikkelcelziekte is de eerste erfelijke ziekte bij de mens die op eiwit- en DNA-niveau werd begrepen. Sikkelcelziekte is een ziekte die vooral voorkomt bij mensen van Afrikaanse afkomst. Bij het bestuderen van de genomica van mensen uit Afrika, is het nu heel duidelijk dat drie verschillende keren in de geschiedenis van het menselijk ras de mutatie in het beta-globine gen dat een aminozuur op de zesde positie van het eiwit verandert, dezelfde mutatie is voorgekomen. En deze is in de loop van de geschiedenis in Afrika in drie verschillende groepen uitgebreid en vervolgens over de hele wereld gemigreerd. De mutatie heeft niet echt invloed op het vermogen van beta-globine om samen met alfa-globine hemoglobine te maken, en ook niet op het vermogen om zuurstof te transporteren. Mensen die van hun moeder een hemoglobine S-gen erven en van hun vader een hemoglobine S-gen, dus homozygoot voor hemoglobine S, hebben een perfect normaal zuurstofdragend vermogen van hemoglobine. De problemen ontstaan wanneer de rode cel die hemoglobine S bevat in de spieren of in de hersenen terechtkomt en daar de zuurstof afvoert. En wat er gebeurt is dat hemoglobine S de neiging heeft om aan elkaar te kleven als de zuurstof weggaat, en ze vormen deze polymeren. Als er weer zuurstof bij komt, gaan ze weer in oplossing. Het verschil tussen hemoglobine S en hemoglobine van het wilde type is dat hemoglobine van het wilde type oplosbaar is als er zuurstof bij zit, en ook als er geen zuurstof bij zit. Als alles goed werkt, worden deze polymeren bij mensen met sikkelcelziekte niet erg groot. Maar dat kan verergeren wanneer je extreme zuurstofstress hebt, en dat is wat de karakteristieke sikkelcellen veroorzaakt. De polymeren worden heel, heel lang, en ze rekken de cel uit uit vorm. Je milt is erg goed in het uitharken van deze cellen uit het perifere bloed als ze binnenkomen. En dat is wat de bloedarmoede veroorzaakt, en de oude naam voor sikkelcel was sikkelcelanemie. Echter, korte polymeren zijn zeer, zeer gevaarlijk. Als je denkt aan een rode bloedcel die door je aders en slagaders en haarvaten gaat als een waterballon, dan zie je hoe hij zich kan samenpersen tot een lange cilinder om door een haarvat te gaan en zich kan afvlakken als een pannenkoek om door gebieden in de milt te gaan die de slecht gevormde rode bloedcellen eruit harken, en zich dan terug te vormen tot een gewone waterballon om naar de slagaders en aders te gaan. Maar als je een rode bloedcel hebt die vol zit met deze kleine hemoglobine S polymeren, is het net alsof je een waterballon vol met ijsblokjes hebt, en als die door de haarvaten en de kleine aders gaat, scheurt het de bekleding van deze dingen, net alsof je een snee hebt, en het activeert je stollingsreactie en er zullen zich microklonters vormen. En soms worden dit grotere en grotere klonters, en dus is de echte dodelijkheid bij sikkelcelziekte niet van de bloedarmoede, maar van deze vaatziekte. En dus is het zeer ongelukkig dat ongeveer een derde van de mensen die homozygoot zijn voor hemoglobine S een of meer beroertes zullen krijgen voor ze 10 jaar oud zijn. En bij die gelukkigen die in staat zijn om adolescent te worden, kunnen deze klonters zich ophopen in de longen en een zeer ernstige ziekte geven die acuut borstkas syndroom wordt genoemd, wat in feite emfyseem is of longvernietiging door deze obstructies. Ongeveer een derde van de patiënten zal gezond volwassen worden, maar zij hebben veel problemen met overbelaste organen en hun levensduur is aanzienlijk korter. En het is gewoon verbazingwekkend voor mij dat dit allemaal het gevolg is van één heel kleine verandering, veranderingen in aminozuur, die eigenlijk geen enkel effect heeft op de normale functie van het eiwit, maar grote gevolgen heeft voor alle andere systemen in het lichaam waar de rode cellen doorheen gaan.
David M. Bodine, Ph.D.