Je leest:

Nieuwe moleculen verbeteren trombosetest

Nieuwe moleculen verbeteren trombosetest

Auteur: | 4 november 2008

Chemicus Sander van Berkel van het Nijmeegse Institute for Molecules and Materials (IMM) ontwikkelde nieuwe moleculen die een flinke verbetering betekenen voor een test voor het bepalen van bloedstolling. En passant vond hij een manier om complexe moleculen via een “clickreactie” eenvoudig te koppelen. Van Berkel promoveerde gisteren (3 november) aan de Radboud Universiteit Nijmegen.

Trombose, het ongewenst stollen van bloed, is één van de grootste oorzaken van dood en ziekte in de westerse wereld – het ligt aan de basis van hersenbloedingen, hartinfarcten en longembolieën. Toch is er nog geen praktisch bruikbare universele test voor het éénduidig vaststellen van de stolbaarheid van bloed, en daarmee van het risico op trombosevorming.

Het stollen van bloed is een ingewikkeld proces waarbij allerlei verschillende eiwitten en enzymen een rol spelen. De sleutel voor een succesvolle ‘trombosetest’ lijkt te liggen in het enzym trombine, dat tijdens het stollingsproces wordt aangemaakt. De Maastrichtse emeritus hoogleraar stollingsziekten Coen Hemker ontwikkelde zo’n test op basis van een ‘verklikkermolecuul’ dat met trombine reageert en daarbij een fluorescerend fragment afsplitst. Het fluorescentie-signaal vormt in Hemkers test de basis voor de bepaling van de activiteit van trombine.

Het verklikkermolecuul (kleurig afgebeeld) geeft een signaal als het bindt met het trombine enzym (grijs). Bij de binding komt een stukje molecuul los (helderblauw) dat via fluorescentie te detecteren is. Beeld: Radboud Universiteit

Dat kan beter

De test is nog voor verbetering vatbaar omdat het gebruikte verklikkermolecuul tamelijk slecht oplost en bovendien is het te weinig selectief. Het reageert namelijk óók met trombine die (door een ander enzym) inactief is gemaakt. Er zijn gecompliceerde berekeningen nodig om daarvoor te corrigeren en de juiste trombineactiviteit te bepalen. Dat is niet alleen omslachtig maar bovendien gaat het ten koste van de precisie van de bepaling.

Hemker benaderde daarom het Nijmeegse Institute for Molecules and Materials, waar onderzoeker Sander van Berkel onder leiding van hoogleraar Floris Rutjes aan de slag toog. Van Berkels strategie was om het oorspronkelijke verklikkermolecuul te koppelen aan grote polymeerstaarten. Dat zou de interactie met inactief trombine moeten belemmeren, terwijl de interactie met actief trombine behouden blijft.

In het lichaam bestaat een balans tussen de aanmaak en afbraak van trombine (T). Als het voor de bloedstolling nodig is, wordt snel veel trombine aangemaakt. Als voldoende stolling heeft plaatsgevonden, breken andere enzymen de overtollige trombine weer af. Er is dus altijd zowel actief als inactief trombine aanwezig. Op het bovenste beeld is te zien dat het oorspronkelijke verklikkermolecuul zowel actief als inactief trombine signaleert. Dit vertroebelt dus de meting. Dit probleem is op te lossen door aan het kleine molecuul een groot polymeermolecuul te koppelen, zodat het niet meer bij het trombine in het afbraakenzym kan komen (onder). De grote staart zit niet in de weg bij de binding met ‘vrij’ trombine. Beeld: Radboud Universiteit

Van Berkel ontwikkelde zo diverse varianten van het verklikkermolecuul waarvan gedacht werd dat ze beter zouden presteren in de trombinebepaling. Een aantal daarvan is inderdaad kansrijk gebleken. Het Maastrichtse bedrijf Synapse, waarmee Hemker zijn test op de markt brengt, zal nu de verdere optimalisatie van de bepaling ter hand nemen.

De juiste ‘click’

Dit praktisch relevante onderzoeksresultaat is voor een belangrijk deel te danken aan een chemisch gezien interessante vinding van Sander van Berkel. Hij legt uit: ’’Met de bekende chemische synthesetechnieken is het maken en testen van nieuwe moleculen zeer tijdrovend. Je bent zo een half jaar verder met één polymeerstaart. Als je dan ontdekt dat het verklikkermolecuul toch net weer anders met trombine reageert dan de bedoeling was, ben je in feite weer terug bij af. We hadden dus behoefte aan een veel snellere methode om het verklikkermolecuul van een grote polymeerstaart te voorzien. Moleculair klittenband, dat zou ideaal zijn."

Sander van Berkel. Beeld: Radboud Universiteit

Zo leidde de zoektocht naar nieuwe functionele verklikkermoleculen naar een fundamentele ontdekking: dat zulk klittenband daadwerkelijk gemaakt kan worden. Van aziden en acetyleen. Deze moleculen hebben zoveel affiniteit met elkaar dat ze met elkaar gaan reageren zonder ongewenste bijreacties als je ze samenbrengt. Dat wordt ook wel ‘clickchemie’ genoemd. Van Berkel: “Er was al wel een soort clickchemie beschikbaar, maar de reactie die wij hebben gevonden heeft een aantal grote voordelen. Vergelijkbare clickreacties moest je altijd nog helpen met warmte of een katalysator. Of met beide. Met de nieuwe methode is dat niet nodig.”

Omdat de reactie zonder potentieel giftige katalysatoren verloopt, is er bovendien perspectief voor clickchemie in levende organismen. “Dat biedt spannende mogelijkheden”, zegt Van Berkel, "zoals het sturen van medicijnen naar een specifiek adres in het lichaam, of het labellen van tumorcellen.’

De Maastrichtse emeritus hoogleraar stollingsziekten Coen Hemker heeft verschillende lezingen gehouden over zijn onderzoek naar bloedstolling en trombose. Deze bevatten veel informatie over het ontwikkelingstraject van de trombose-testmethode.

Klik hier voor een lezing voor de Koninklijke Academie van Wetenschappen (2000)

Klik hier voor de Holstlezing van de Technische Universiteit Eindhoven (1999)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 november 2008

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.