Zo kunnen kunstmatige antistoffen de toekomst van medicijnen veranderen
Soms is een idee op het eerste gezicht zo logisch, dat je je achteraf afvraagt waarom niemand er eerder op is gekomen. Twee onderzoekers van het LACDR hebben samen een volledig synthetisch alternatief voor antistoffen ontwikkeld. Een alternatief dat dezelfde grootte, vorm en werking heeft, maar goedkoper, stabieler en sneller te produceren is.
Kunnen we iets maken dat werkt als een antistof, maar dan volledig synthetisch, een stabiel middel zonder ernstige bijwerkingen? Dat vroegen chemici Sebastian Pomplun en Matthias Barz zich af. Antistoffen zijn namelijk complex, en dus duur om te maken. Daarbij zijn ze lastig te bewaren en ze kunnen soms voor afweerreacties zorgen. Precies daar zagen Pomplun en Barz kansen voor verbetering.
‘Je kunt het zien als een flexibel skelet met stevige uitsteeksels; een soort flessenborstel op nanoschaal.’
‘Ze lijken sprekend op antistoffen’
Door hun expertise in peptidenchemie (Pomplun) en polymeerchemie (Barz) te combineren, maakten ze deeltjes die eruitzien en werken als echte antistoffen. Antistoffen zijn Y-vormige eiwitten die ons afweersysteem gebruikt en die tegenwoordig ook veel in therapieën worden ingezet. ‘Onze deeltjes gedragen zich alsof het antistoffen zijn’, zegt Barz, ‘maar ze zijn stabieler en makkelijker te produceren.’ Een groot voordeel: ze hoeven niet koel bewaard te worden. Patiënten kunnen het medicijn daardoor gewoon mee naar huis nemen en zichzelf toedienen.
In tegenstelling tot natuurlijke eiwitten, die makkelijk kapotgaan bij hitte of bevriezing, blijven deze synthetische versies stabiel. ‘Dat komt doordat ze niet op dezelfde manier tot een 3D-structuur vouwen als eiwitten’, legt Pomplun uit. ‘Je kunt het zien als een flexibel skelet met stevige uitsteeksels; een soort flessenborstel op nanoschaal.’ Die simpele structuur is hun geheim: de moleculen hebben alleen een ‘primaire structuur’ en gaan daardoor niet kapot onder stress, iets wat bij echte antistoffen wel snel gebeurt.
Het werkte vanaf het allereerste experiment
Hoe zorgen we ervoor dat deze antistof-achtige deeltjes precies de juiste cellen herkennen, bijvoorbeeld kankercellen? Dat zit ’m in de toevoegingen. ‘We kunnen kleine, specifieke peptiden aanhechten die binden aan bepaalde cellen, net zoals natuurlijke antistoffen dat doen’, zegt Pomplun.
‘Het is ontzettend spannend om te zien dat ons concept echt werkt.’
De onderzoekers waren zelf verbaasd over hoe goed dit werkte. ‘Geheel onverwachts lukte het al bij het allereerste experiment’, zegt Barz. Zo’n revolutionair, simpel concept—waarom had niemand dit eerder bedacht? ‘Dat vragen wij ons ook af’, lacht Barz. Een verklaring is dat je voor dit idee heel specifieke kennis nodig hebt, zowel van peptiden- als van polymeerchemie. ‘Er zijn maar weinig mensen die die combinatie beheersen.’ Sommige innovaties lijken achteraf logisch, maar vooraf weet je natuurlijk nooit zeker of iets werkt.
Wat betekent deze ontdekking voor patiënten?
Pomplun en Barz zijn niet alleen enthousiast over de wetenschap, maar vooral over wat hun ontdekking kan betekenen voor patiënten. Pomplun: ‘Antistoffen zijn een geweldige uitvinding van de natuur, maar met synthetische technieken kunnen we ze nog verbeteren. Het is ontzettend spannend om te zien dat ons concept echt werkt.’ De onderzoekers denken dat hun methode de manier waarop we medicijnen ontwikkelen en toedienen kan veranderen. Ze moeten nog testen hoe hun moleculen zich gedragen in levende systemen, maar de vooruitzichten zijn veelbelovend. Het vertrouwen van de onderzoekers is zo groot dat ze inmiddels een spin-off-bedrijf zijn gestart, om hun onderzoek van het lab naar de praktijk te brengen.
Dit verhaal laat zien wat er gebeurt als de juiste mensen – en de juiste moleculen – samenkomen. Barz besluit: ‘We houden allebei van mooie chemie die echt impact maakt. Dit is zo’n zeldzaam project waarin alles gewoon klopt.’