Hoe ontdek je een nieuw antibioticum met chemie?

Wie aan scheikunde denkt, ziet al snel labjassen, labbrillen en kokende, rokende mengsels voor zich. Het beeld van labjassen en labbrillen klopt eigenlijk altijd, maar je bent niet altijd met spannende kokende mengels bezig. Sommige experimenten kunnen eigenlijk ook best saai zijn. Maar die saaie experimenten zijn minstens net zo belangrijk als de spectaculaire.

17 mei 2016

Rokende mengels

Zo is het bijvoorbeeld best een saai experiment om een smeltpunt te bepalen. Het lijkt ook irrelevant. Wat maakt het nou uit wanneer een stof begint te smelten? Maar als een chemicus een nieuwe stof heeft gemaakt, is het bepalen van een smeltpunt wel belangrijk. Je moet zo’n nieuwe stof namelijk uitgebreid omschrijven. Welke kleur heeft het, hoe ziet het molecuul er precies uit en wanneer begint het te smelten? Iemand heeft dat bijvoorbeeld héél lang geleden ook gedaan voor water en bepaald dat water bij nul graden smelt. En bij honderd graden kookt. Belangrijke informatie dus!
Maar ook al geeft het belangrijke informatie, het experiment ziet er vaak wel minder spannend uit dan een proef met rokende, kokende mengsels. Ik zit nu namelijk al 25 minuten op een krukje te staren door een klein glaasje in een apparaat dat héél langzaam opwarmt…

Nieuwe stof

Het apparaat warmt met één graad per minuut op. In het apparaat zit een sample van een stof die ik in het lab heb gemaakt. Door het glaasje in het apparaat kan ik mijn sample zien zitten. Wanneer het stofje smelt, dus van vast naar vloeibaar gaat, schrijf ik de temperatuur op die het apparaat op dat moment aangeeft. Zo bepaal ik het smeltpunt van deze nieuwe stof.

Terwijl ik hier zo zit, hoor ik ineens een interessante radioreclame voorbijkomen: “Wist je dat antibiotica niet helpen tegen de griep?” Op de achtergrond speelt zo’n muziekje waar je nekharen van overeind gaan staan. Het is een spot van de overheid. “Ga bewuster om met antibiotica, daar-wordt-iedereen-beter-van-punt-NL.

Op zoek naar een nieuw antibioticum
Jenni Konradz via Flickr

Resistente bacterie

Goed punt! Griep komt door een virus, dus antibiotica helpen dan niet. Wanneer iedereen met een griepje toch antibiotica slikt, kunnen bacteriën resistent worden en werken antibiotica niet meer. Dan is het niet meer mogelijk om simpele infecties te behandelen. Een eenvoudige griep wordt dan levensbedreigend.
Wat dat met mijn smeltpuntsbepaling te maken heeft? Het is een belangrijke drijfveer van mijn onderzoek: ik hoop met mijn onderzoek nieuwe antibiotica te vinden/maken, want er worden steeds meer bacteriën resistent.

Dowine de Bruijn in het lab
privearchief Dowine de Bruijn

Er zijn vele manieren om dit te bereiken. Maar ik wil het doen door juist bacteriën voor mij aan het werk te zetten. Dat wordt nu ook al gedaan voor de productie van yoghurt, kaas en insuline. Maar bacteriën maken nog veel meer nuttige stoffen, zoals antibiotica om zichzelf te beschermen tegen andere bacteriën. Deze stoffen zijn behoorlijk ingewikkeld en niet gemakkelijk in het lab te maken. Eigenlijk is een bacterie hier beter in dan een chemicus.

Antibioticum

Maar er zijn ook reacties waar juist een chemicus wél toegang tot heeft en een bacterie niet. Bijvoorbeeld bepaalde katalysatoren voor koppelingsreacties. In het lab koppelen we moleculen aan elkaar die een bacterie niet aan elkaar kan koppelen.
Daarom probeer ik om bacteriën uit te rusten met zo’n katalysator. Om zo de chemie van de bacterie uit te breiden met de chemie van een chemicus in het lab. Een combinatie van de best of both worlds! De bacterie maakt de antibiotica zoals hij dat altijd al deed. Maar nu is de bacterie ook uitgerust met mijn toegevoegde katalysator. Zodat de antibiotica hopelijk beter, of sterker gaat werken.

Ik zit ondertussen nog steeds bij het smeltpuntsapparaat. Het stofje smelt, hoor! 133-135 graden Celsius.
Zo, dat kan in de administratie. Dan ga ik het lab weer in om te kijken of ik dit stofje inderdaad aan een antibioticum kan koppelen. Dit doe ik nu nog niet in een bacterie. Zover ben ik nog niet. Maar wel in een kolfje in de zuurkast. Morgen kijken of het gelukt is!

Reageer