Je leest:

Moleculen tegen tuberculose

Moleculen tegen tuberculose

Auteur: | 13 november 2013

De Groningse chemicus Adri Minnaard gaat vier moleculen maken die het menselijk afweersysteem tegen tuberculose kunnen activeren. Samen met drie andere onderzoeksgroepen hoopt hij zo tot een effectief vaccin te komen. De Bill & Melinda Gates Foundation steunt het onderzoek met 3,5 miljoen dollar.

Het onderzoeksconsortium zal een compleet nieuwe weg volgen om een vaccin te ontwikkelen tegen Mycobacterium tuberculosis, de taaie bacterie die tuberculose oftewel TB veroorzaakt. ‘Er is op dit moment geen goed werkend vaccin tegen TB’, stelt Minnaard. Hij legt uit dat vaccins meestal gedode bacteriën bevatten. Maar dat veroorzaakt in het geval van M. tuberculosis een extreme en gevaarlijke reactie van het afweersysteem. De tweede optie, een verzwakte bacteriestam kweken om als vaccin te gebruiken, werkt ook niet: ‘Wanneer je M. tuberculosis een paar generaties lang in het lab kweekt, verliest de bacterie de moleculen die het afweersysteem prikkelen.’

Afweer activeren

Ongeveer vijftien jaar geleden is ontdekt dat zoogdieren, inclusief de mens, een speciaal type afweersysteem hebben dat specifiek gericht is tegen mycobacteriën zoals de TB bacterie. Wanneer iemand een TB infectie oploopt, herkent dit CD1 systeem bepaalde moleculen op de celwand van de bacterie. Het presenteert ze aan de afweercellen, die vervolgens een afweerreactie op gang brengen.

‘Deze reactie is doorgaans voldoende om de infectie te onderdrukken, maar niet sterk genoeg om alle bacteriën te doden’, zegt Minnaard. De infectie blijft dan ‘slapend’ aanwezig en kan opvlammen wanneer de gezondheid van de geïnfecteerde persoon afneemt. Bijvoorbeeld aids, ouderdom of honger.

Adri Minnaard is hoogleraar bio-organische chemie bij de Rijksuniversiteit Groningen.
Science Linx | RUG

Het nieuwe project is het eerste dat zich specifiek richt op activatie van het CD1 systeem, aldus Minnaard. ‘Ons vaccin moet de afweer activeren vóórdat er een besmetting plaatsvindt. Zodat de afweerreactie tegen TB sterk genoeg is om álle binnendringende bacteriën te doden.’

Zuivere moleculen

De eerste belangrijke stap in het project is om de moleculen van de bacterie in handen te krijgen waartegen de afweerreactie gericht moet zijn. Minnaard: ‘We hebben deze moleculen in een zeer zuivere vorm nodig, omdat andere verbindingen ons onderzoek kunnen verstoren. Het is daarom niet mogelijk de moleculen op te zuiveren uit TB bacteriën. Bij zo’n proces zal altijd wat vervuiling aanwezig blijven.’

‘Op dit moment is onze groep de enige in de wereld die deze vier verschillende moleculen kan maken binnen een afzienbare tijd’, zegt de Groningse hoogleraar. Zijn groep werkt al aan de TB glycolipiden sinds 2006 en heeft ze al eens in zeer kleine hoeveelheden gemaakt (een paar milligram). ’We moeten onze productie flink opschalen voor de experimenten die de andere groepen in het consortium willen doen, onder meer in proefdieren.’

De vier moleculen horen tot de klasse van de glycolipiden. Dat zijn grote moleculen die bestaan uit een lipide (vet) en een koolhydraat deel.
Science Linx | RUG

‘Het gaat om ingewikkelde verbindingen en een jaar of tien geleden zou het onmogelijk zijn ze te maken’, vertelt Minnaard. Dankzij een aantal ontwikkelingen in de synthetische organische chemie is het nu wél mogelijk. Zo helpen nieuwe katalysatoren om de synthese te sturen en te versnellen. De chemici kunnen nu grotere stappen ineens maken tijdens het bouwen van de moleculen.

Dat juist Groningse chemici er al eens in slaagden de moleculen in handen te krijgen, heeft te maken met hun bijzondere expertise. ‘We zijn hier erg goed in stereospecifieke synthese’, zegt Minnaard. Hij legt uit dat bepaalde moleculen in twee varianten kunnen bestaan die elkaars spiegelbeeld zijn, net zoals een linker- en een rechterhand. Deze varianten hebben chemisch gezien dezelfde eigenschappen en een normale synthese leidt altijd tot gelijke hoeveelheden van beide spiegelbeelden. Maar in de biologie kunnen die twee spiegelbeelden totaal verschillende eigenschappen hebben. Minnaard: ’De kunst is dus om alleen de juiste ‘hand’ te maken. En daar zijn wij experts in.’

Aminozuren zijn één van de bekendste soort spiegelbeeldmoleculen. Ze zijn in principe in twee varianten mogelijk: links- en rechtshandig. Chemisch gezien verschillen die nauwelijks van elkaar, maar toch komt in het aardse leven vrijwel exclusief de linkshandige variant voor.
NASA

Druk op de ketel

Vier postdocs gaan de komende anderhalf jaar de vier verschillende glycolipiden van Mycobacterium tubercolusis maken. Die worden vervolgens in cavia’s getest. ‘Het CD1 systeem van cavia’s lijkt nog het meest op dat van de mens’, legt Minnaard uit.

Het project zal in totaal drie jaar duren, dus er staat nogal wat druk op de ketel. De moleculen moeten op tijd klaar zijn. ‘Het is een hele uitdaging, maar ik ben er zeker van dat het ons gaat lukken.’

Als synthetisch chemicus vindt hij het prachtig om aan zo’n toegepast project mee te werken. ‘Het laat zien hoe belangrijk de synthetische chemie is voor geneesmiddelen ontwikkeling. Nieuwe behandelmethoden ontstaan niet alleen in ziekenhuizen, maar ook in chemielaboratoria.’

Op de website van het Stratingh Instituut vind je meer informatie over het project: Glycolipid-based Immunization of Guinea Pigs to Activate T cells In Vivo

De deelnemers aan het onderzoeksproject voor de Bill & Melinda Gates Foundation zijn:

  • Stratingh Instituut voor Chemie, Rijksuniversiteit Groningen, professor Adri Minnaard
  • Brigham & Womens Hospital, Harvard Medical School, US, Prof. D.B. Moody
  • CNRS Institute of Pharmacology & Structural Biology, Toulouse, France, Prof. M. Gilleron
  • Tuberculosis Vaccin Initiative, Salisbury, UK, Prof. A. Rawkins
Dit artikel is een publicatie van Science Linx.
© Science Linx, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 november 2013

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.