Wageningen Universiteit en Researchcentrum
19 nov 2009
Nummer: N
De groep Bioprocestechnologie van Wageningen University gaat in de
Rode Zee op zoek naar sponzen die zich met bijzondere chemicaliën
beschermen. In Wageningen moeten deze dieren zo worden gedresseerd dat
ze in een bioreactor medicijnen gaan produceren.
Onder het zeeoppervlak woedt een oorlog op leven en dood, waarbij geen
middel wordt geschuwd. Zeedieren die zich niet kunnen verplaatsen,
zoals sponzen, lijken een weerloze prooi voor belagers, maar niets is
minder waar. Deze dieren hebben in de productie van chemische,
biologisch actieve stoffen, een effectieve verdediging tegen vijanden
gevonden.
Omdat sponzen gespecialiseerd zijn in chemische oorlogvoering
herbergen zij talloze stoffen die, zoals nu blijkt, meer dan nuttig
zijn voor de mens. Sommige van die stoffen blijken bijvoorbeeld
effectief te zijn tegen ziekten, waaronder kanker en het aidsvirus.
Amerikaanse onderzoekers ontdekten bijvoorbeeld begin dit jaar in een
glasspons voor de kust van Florida een veelbelovend middel tegen
alvleesklierkanker. Sponzen blijken opeens breder inzetbaar dan allen
als doucheattribuut.
Chemisch wapenarsenaal
Het idee om chemische stoffen uit dieren in te zetten als medicijn is
er al sinds de jaren negentig. En sponzen zijn goede kandidaten. Met
maar liefst zoân vijftienduizend soorten die druk zijn hun chemisch
wapenarsenaal up to date te houden is het potentieel voor medicijnen
enorm. Niet voor niets komt maar liefst driekwart van de gepatenteerde
stoffen tegen kanker en zoân dertig procent van potentieel nieuwe
medicijnen op natuurbasis uit sponzen.
Prof. dr. ir. Rene Wijffels, van de leerstoelgroep
Bioprocestechnologie, onderzoekt al een jaar of tien hoe je medicijnen
uit sponzen duurzaam en efficiënt kunt produceren. âIn zoân tien
procent van de sponzen vind je stoffen die giftig zijn voor cellen, en
daarom een mogelijke basis voor medicijnen kunnen zijn.â Vertelt hij.
âSponzen geven dus een enorm hoge hit rate en zijn daardoor
aantrekkelijk als studieobject.â
Wedloop
Voor Wijffels is de ontdekking van een spectaculair stofje zoals
batzelline dan ook geen verrassing. âSponzen moesten zich door de
evolutie heen beschermen tegen invasies van cellen die probeerden ze
te overwoekeren. Dan is een effect op de celdeling van vijandelijke
cellen een logisch verdedigingsmechanismeâ, licht hij toe. âOm te
voorkomen dat ze zelf last van hun eigen verdediging hebben, moeten
de stoffen selectief de vijand aanpakken.â Het succes van batzelline
staat niet op zichzelf. Er zijn sponzen ontdekt die ook stoffen
produceren die bacteriën en virussen aanpakken.
Wijffels werkt met enkele medicinale sponzensoorten uit de
Middellandse Zee die stoffen bevatten tegen de huidziekte psoriasis,
tegen kanker en tegen bacteriën. Doel is de sponzen te kweken en zo
uiteindelijk duurzaam medicijnen te produceren. âZo af en toe huren we
ter plekke een huis langs de kust dat we dan tijdelijk als lab
inrichttenâ, vertelt Wijffels. âZo ben je verzekerd van zowel vers
zeewater als verse sponzen.â Maar de groep screent ook nieuwe
sponssoorten. âEr is op dit moment een wedloop gaande op de nog niet
onderzochte plaatsenâ, vertelt Wijffels. âSamen met dr. Shirley
Pomponi van het Harbor Branch Oceanographic Institution in FloridaÂ
plannen we op dit moment een groot screeningsproject in de Rode Zee.
Van de sponzensoorten daar is nog weinig bekend, in tegenstelling met
de uitgekamde Middellandse Zee.â Wijffels wil in het voorjaar van 2010
met dit project van start gaan. Momenteel is er geld voor één aio,
maar dat moeten er twee of drie worden, hoopt Wijffels. Omdat de Rode
Zee-soorten nog lang niet allemaal beschreven zijn, gaat er ook een
taxonoom mee. Voor succes moet je wel wat geluk hebben, maar âdat moet
je ook een beetje afdwingenâ, vindt de procestechnoloog.Â
Voedzaam soepje
Volgens Wijffels is het synthetiseren van de bioactieve
sponzenmoleculen theoretisch mogelijk maar moeilijk en duur, omdat de
moleculen zeer complex zijn. Hierdoor zijn er veel reactiestappen
nodig om tot het eindproduct te komen. De wetenschap blijft daarom
aangewezen op de sponzen zelf. Op grote schaal vangen en verwerken van
sponzen is zowel vanuit ecologisch als financieel oogpunt niet slim.
Kweken is een betere optie. Procestechnoloog Wijffels verwacht het
meeste van de productie met sponscellijnen die je onder optimale
condities de gewenste moleculen laat produceren. Het kweken en in
leven houden van sponscellen in een bioreactor om zo tot een
gecontroleerde productie van biologisch actieve stoffen te komen, is
niet eenvoudig. Wijffels werkt ook bij dit onderzoek samen met Harbor
Branch Oceanographic Institution.
Het lijkt een simpele taak: je vangt, of liever, je plukt een spons,
isoleert de sponscellen, stopt die in een voedzaam soepje en
vervolgens kweek je de cellen in een bioreactor. Dan is het hopen dat
de sponscellen doen wat van ze verwacht wordt: zich delen en
medicijnen produceren. Maar de sponzen werken slecht mee en weigeren
hun geheimen te onthullen. âHoewel sponzen zulke eenvoudige dieren
zijn is de kweek verbazend moeilijkâ, legt Wijffels uit. Er is nog
weinig bekend over hun groei en metabolisme, en sponzen houden is
verbazend moeilijk. Blijkbaar stellen ze ondanks hun eenvoudige bouw
hoge eisen aan hun omgeving. Daarom zal het nog wel even duren voordat
een sponscellijn daadwerkelijk operationeel is. âHet gaat niet zo
snelâ, zegt Wijffels. | Hans Wolkers
Bovenstaand bericht is geproduceerd door de redactie van Resource, het
blad voor Wageningen Universiteit en Researchcentrum. Meer informatie
bij Pers- en wetenschapsvoorlichting van Wageningen UR, e-mail:
pers.communicatie@wur of bij de redactie van Resource, e-mail:
resource@wur.nl.