Slimme cellen openen poortjes op het juiste moment

, door Marije van Beilen
foto: UMCG - Armagan Kocer
Kankercellen aanvallen zonder de rest van het lichaam te beschadigen, dat zou toch prachtig zijn. UMCG-onderzoeker Armagan Kocer, van oorsprong biologe, werkt samen met haar team aan het bouwen van cellen met bewerkte celpoorten. In haar kamer hoog op de achtste verdieping, bij de neurowetenschappen in het UMCG, vertelt zij over de raadselachtige poortjes in ons lichaam, en hoe ze deze in de toekomst hoopt te kunnen gebruiken om ziekten te bestrijden. 

 
In ons lichaam zitten ontelbaar veel kleine poortjes; openingen in de wanden van de cellen. Deze eiwitkanalen kunnen open- of dichtgezet worden en kunnen heel precies herkennen welke stoffen ze wel of juist niet toegang moeten geven tot de cel. De poortjes zijn onmisbaar om gezond te blijven, maar ze zijn ook raadselachtig ingewikkeld, want hoe komen we erachter hoe zo'n poort weet wanneer hij zich wel of juist niet moet openen? 
"Als je begrijpt hoe eiwitkanalen beslissen welke stoffen waar en wanneer door mogen gaan, kun je dat gebruiken om ziekten te bestrijden."​
Een van de manieren waarop een eiwitkanaal kan aanvoelen dat het open of dicht zou moeten gaan, is de trekkracht die er op uitgeoefend wordt. Bijvoorbeeld: als er veel water in de cel zit, wordt de cel als het ware opgeblazen als een ballon. De wanden van de cel komen onder druk te staan, ze rekken op.

 
De eiwitkanalen in de celwanden kunnen dit voelen en zullen zich openzetten om zo het water en andere kleine stoffen door te laten. Zo knapt de cel niet uit elkaar. 

 

Liposomen als vervoersmi​ddel  

"Als je begrijpt hoe eiwitkanalen beslissen welke stoffen waar en wanneer door mogen gaan, kun je dat gebruiken om ziekten te bestrijden. Met behulp van liposomen kunnen we medicijnen vervoeren in het lichaam. Liposomen kun je zien als een soort kunstmatige cel, waar een dubbele vettige wand omheen zit, het membraan. In het liposoom kunnen waterige oplossingen verpakt worden", legt Kocer uit.

"Als je in het liposoom een poort kunt bouwen, dan heb je een cel gebouwd waarmee je bijvoorbeeld medicijnen kan verplaatsen. Dan willen we de poort pas open zetten op die plek waar we het medicijn willen toedienen." 

Om de poortjes doelbewust te kunnen gebruiken, moet je eerst beter weten hoe ze werken. En om te weten hoe ze werken moet je ze in actie kunnen zien.

"Ons team heeft als eerste zichtbaar kunnen maken hoe het eiwitkanaal open en dicht gaat. Dit hebben we gedaan door een molecuul te maken dat ervoor zorgt dat het eiwitkanaal kunstmatig open en dicht gaat. Als je een klein beetje van dat molecuul in de poort zet, gaat de poort een beetje open, zet je er heel veel in, dan gaat de poort helemaal open. Het is de eerste keer dat we een eiwitkanaal kunnen zien bewegen: je ziet het open en dicht gaan" vertelt Kocer enthousiast terwijl ze op haar scherm de poort aanwijst. 

​​​Hersentumor

Kocer: "Voor deze studie gebruikten we muizen met een hersentumor. Tumorcellen zijn zuurder dan gewone lichaamscellen. Het is ons gelukt om eiwitkanalen uit de celwanden van bacteriën te halen, en in de wanden van liposomen te bouwen. Vervolgens moesten we de poortjes leren om alleen op zuur te reageren."  Kocer kijkt naar haar beeldscherm, waarop je inderdaad duidelijk kunt zien hoe deze slimme cellen met de kunstmatige poortjes precies bij de zure tumorcellen hun chemicaliën loslaten en de stoffen van de chemotherapie precies bij de tumor kunnen afleveren. 

​Helemaal mooi is dat je dat nu met de nieuwe technieken live op je beeldscherm kunt zien gebeuren. "Door lichtgevende stoffen in de slimme cel te stoppen, kun je na een operatie zichtbaar maken waar nog tumorcellen zitten. Je kunt ze vervolgens ter plekke aanvallen met de chemotherapie die je in de cel gestopt hebt." 

​​​​Hoop voor de toekomst​

De vondst zou in de toekomst gevolgen kunnen hebben voor de behandeling van kanker – al zal dat nog zeker vijf jaar duren. "Iedereen weet hoe ernstig de bijwerkingen van chemotherapie kunnen zijn. Als je ervoor kunt zorgen dat de chemotherapie alleen bij de tumorcellen komt, en de rest van het lichaam schoon blijft, dan zullen de bijwerkingen fors verminderen. Bovendien kun je dan de tumorcel een veel hogere dosis geven", legt Kocer uit. Ze vroeg voor deze uitvindingen octrooi aan en kreeg deze ook. Daarnaast blijkt uit onder andere twee ERC starting grants en een VIDI subsidie, dat haar werk door collega's en de overheid gewaardeerd wordt en haar technologie hoop biedt voor de toekomst. ​​

Leesvoer voor gevorderden
Wetenschappelijke publicatie 'Global structural changes of an ion channel during its gating are followed by ion mobility mass spectrometry'  
Wetenschappelijke publicatie​ 'Image Guided Drug Release From pH-sensitive Ion Channel-functionalized Stealth Liposomes into an in vivo Glioblastoma Model'

Pagina delen Sluiten
 (optioneel)
Wat betekent dit?

Dit is een controle om vast te stellen dat u een menselijke bezoeker van deze pagina bent en geen zoekrobot.