Je leest:

Dendrimeer kan strijd aangaan met longontsteking

Dendrimeer kan strijd aangaan met longontsteking

Auteur: | 21 januari 2009

Een team van Nederlandse en Spaanse onderzoekers heeft misschien een nieuwe manier gevonden om ziekmakende bacteriën onschadelijk te maken. Ze ontwikkelden sterk vertakte polymeren (dendrimeren) die op de celwand van de bacterie Streptococcus pneumoniae lijken. Deze is onder andere verantwoordelijk voor longonsteking en hersenvliesontsteking. De dendrimeren verstoren de deling van de bacterie via ‘misleiding’ van de daarbij betrokken enzymen. De onderzoekers uit Eindhoven, Elche en Madrid publiceren hun ontdekking deze week in het vooraanstaande chemisch wetenschappelijke tijdschrift Angewandte Chemie.

De dendrimeren bieden op termijn wellicht een alternatief voor antibiotica, waartegen ziekteverwekkers in toenemende mate resistent zijn. Onder leiding van Maarten Merkx (Technische Universiteit Eindhoven) en Jesús M. Sanz (Universidad Miguel Hernandez, Elche) wisten de onderzoekers met de vertakte polymeren een belangrijk mechanisme te beïnvloeden dat van belang is bij de ziekmakende werking van de S. pneumoniae bacterie.

“Om zichzelf te delen en om toxines af te geven, moet de streptococcus een deel van zijn celwand afbreken”, legt Maarten Merkx uit. “Daarvoor scheidt hij specifieke enzymen af, die we hydrolases noemen. Wij hebben nu een manier gevonden om de werking van deze enzymen te frustreren.”

Dr. Maarten Merkx van de Technische Universiteit Eindhoven ontving voor zijn onderzoek in 2006 een Vidi-beurs à € 600.000,- van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, NWO. Met de Veni, Vidi en Vici beurzen geeft NWO een impuls aan vernieuwend onderzoek uitgevoerd door talentvolle, creatieve onderzoekers. Beeld: Technische Universiteit Eindhoven

Misleiding

De hydrolases blijken de celwand van de bacterie te herkennen dankzij een speciaal eiwitdomein. Met dit ‘herkenninggedeelte’ bindt een enzym aan choline-groepen, dat zijn quaternaire ammoniumverbindingen die in ruimte mate op de celwand van de bacterie voorhanden zijn. Pas daarna kan het enzym actief worden.

Omdat de interactie tussen het enzym en choline tamelijk zwak is, hecht het pas goed aan de celwand als er ‘contact’ is met meerdere cholinegroepen tegelijk. Deze strategie – het combineren van meerdere zwakke interacties tot een sterke, specifieke binding – komt in de natuur vaak voor, onder andere in de interacties tussen cellen en in het afweersysteem.

De dendrimeeronderzoekers haakten aan bij dit gegeven en ontwierpen een vertakt polymeer met een hele hoge dichtheid aan cholinegroepen. Dit bleek een gouden greep: ze slaagden er in de enzymen zodanig te misleiden dat deze bij voorkeur aan de dendrimeren hechten. Merkx: “Onze choline-dendrimeren vangen de hydolases af en remmen daarmee hun werking. Dat bleek de ontwikkeling van de bacteriën effectief te verstoren.”

Dendrimeren

Dendrimeren zijn fascinerende polymeren met een vertakte, boomachtige structuur (dendron= boom). Bij de Technische Universiteit Eindhoven zijn ze al jaren onderwerp van onderzoek en die expertise is nu ingezet bij de groep voor Chemische Biologie, onderdeel van de faculteit Biomedische Technologie.

Dendrimeren worden in generaties opgebouwd, waarbij elke generatie het aantal eindgroepen verdubbelt. De eerste generatie dendrimeer bevat vier choline-groepen, de tweede acht, enzovoort. Al bij acht choline-eindgroepen blijken de Eindhovense dendrimeren veel sterker aan de hydrolase-enzymen te binden dan choline zelf. Kleine hoeveelheden van dergelijke choline-dendrimeren waren voldoende om de werking van deze enzymen te remmen, en specifiek de deling van de celwand te verhinderen.

Van lab naar praktijk

De nu gepubliceerde resultaten zijn behaald in vitro, dat wil zeggen in een gecontroleerde laboratoriumomgeving. Klinisch gericht praktijkonderzoek moet duidelijk maken of de choline-dendrimeren ook ‘in het echt’ bacteriële infecties kunnen bestrijden. Maar voorlopig is Merkx heel tevreden: “Het belangrijkste van dit onderzoek is dat we laten zien de bacteriële celwand functioneel te kunnen nabootsen met een synthetisch molecuul. En dat dit een veelbelovende manier is om heel specifiek in te grijpen in essentiële bacteriële processen.”

Twee weergaves van de structuur van het sterk vertakte ‘vijfde generatie’ choline dendrimeer met 64 choline-eindgroepen.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 januari 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.