Het is bijzonder dat een chemicus zich in een ziekenhuis bezighoudt met fundamenteel onderzoek

Lichaamscellen functioneren dankzij de eiwitten die ze herbergen. Zo’n eiwit kan door kleine aanpassingen worden uit- of aangezet. Chemicus Gerbrand van der Heden van Noort van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) wil twee van die modificaties die betrokken zijn bij onder andere bacteriële infecties en kanker bestuderen. Daarvoor heeft hij een ERC Consolidator Grant van 2 miljoen euro ontvangen.

Het is bijzonder dat een chemicus zich in een ziekenhuis bezighoudt met fundamenteel onderzoek. En dat is juist wat Gerbrand van der Heden van Noort doet in het LUMC. In het laboratorium van de afdeling Cel en Chemische Biologie, waar hij een van de groepsleiders is, sleutelt hij aan moleculen. Niet alleen deze setting is vrij uniek. Dit geldt eveneens voor het onderwerp waarover hij zich buigt en voor zijn manier van aanpak. Hij wil chemische gereedschappen maken om het gedrag van kleine veranderingen op eiwitten te kunnen volgen. Niet voor niets heeft de European Research Council (ERC) hem de prestigieuze Consolidator Grant toegekend.

Ubiquitine en ADPr
De chemicus legt uit dat er in lichaamscellen zich allerlei processen voltrekken waarbij eiwitten de hoofdrol spelen. `Deze eiwitten zijn de machinetjes van de cel. Zij doen het werk. Afhankelijk van het gewenste proces worden ze aan- of uitgezet. Een van de manieren waarop dat gebeurt, is dat enzymen kleine signaalmoleculen aan deze eiwitten vastmaken of weghalen. Dergelijke modificaties veranderen de activiteit van een eiwit.’ Van der Heden van Noort richt zich specifiek op twee van die moleculen, namelijk Ubiquitine en adenosine-di-fosfaattribose (ADPr). Deze komen op meerdere soorten eiwitten voor, zijn onder andere betrokken bij bacteriële infecties en bij kanker en kunnen ook onderling met elkaar communiceren.

Chemisch nabouwen
Hoe dat proces verloopt, is grotendeels een raadsel. Van der Heden van Noort beschouwt het oplossen van deze puzzel als een grote uitdaging. Door Ubiquitine en ADPr chemisch na te bouwen wil hij in het laboratorium kijken welke processen er op gang komen in gekweekte humane cellen. `Want door die eiwitmodificaties komen ook andere eiwitten in een cel in actie. Die gezamenlijke actie kan bijvoorbeeld het oplossen van DNA-schade zijn. Maar als dat herstel niet correct verloopt, kun je een tumor krijgen. Of neem een bacteriële infectie. Die micro-organismen schoppen de cel volledig in de war. Om die infectie te bestrijden, moet de cel een seintje geven zodat het immuunsysteem in actie komt. Ik wil weten hoe de twee signaalmoleculen die processen beïnvloeden.

Medicijnen
Van der Heden van Noort en zijn team willen dus weten hoe Ubiquitine en ADPr met elkaar communiceren, waarom ze dat doen en wat de gevolgen van die interacties zijn in verschillende ziektes. "Uiteraard moeten we nog een lange weg gaan voordat we de onderzoeksresultaten in de kliniek kunnen toepassen. Het idee is dat je op basis van de nieuwe kennis ooit medicijnen kunt ontwikkelen die deze signaalmoleculen desgewenst afremmen of versnellen en daarmee een bacteriële infectie of kanker kunt onderdrukken."

Bron: LUMC