Elizabeth Sattely

Veel geneesmiddelen schijnen oorspronkelijk in planten gevonden te zijn. Dat is een probleem als zo’n plant lastig te kweken is of zeldzaam, want in veel gevallen vormen die planten nog steeds de primaire bron voor het genezende bestanddeel. Nu zijn Elizabeth Sattely en Warren Lau van de Amerikaanse Stanford-universiteit erachter gekomen hoe een plant, Podophyllum hexandrum (voetblad),  een veel gebruikt kankermedicijn produceert. Het gaat om podofyllotoxine, dat een voorloper is van kankermedicijn etoposide. Ze hebben dat proces genetisch ‘overgebracht’ naar een andere plant die niet bedreigd is en makkelijk te kweken.

“Een grote belofte van de synthetische biologie is syntheseroutes te veranderen die in de natuur voorkomen, maar je hoeft er niet eens aan te beginnen als je niet weet om welke eiwitten het gaat”, zegt Sattely. Het ‘lachtoffer’ van de onderzoekers is een plant uit de Himalaya, die in het Nederlandse taalgebied de naam voetblad heeft gekregen. Die plant produceert een stof die haar beschermt tegen aanvallers. Die stof is, enigszins gewijzigd, het kankermedicijn etoposide geworden. Het uitgangsmateriaal voor die chemische afweer is een onschuldig molecuul dat in het blad aanwezig is. Als de plant wordt aangevallen, dan gaat die eiwitten produceren, als onderdeel van een soort ‘assemblagelijn’. Elke van die eiwitten draagt iets bij aan het oorspronkelijke onschuldige molecuul, dat daarmee wordt ‘omgevormd’ tot een chemische krijger. De truc voor de onderzoekers was er achter te komen welke eiwitten bij dat proces betrokken zijn. Daarbij bleek dat niet alle eiwitten die betrokken zijn te vinden waren in het blad van de plant. Sattely: “Dat molecuul wordt alleen aangemaakt als de plant gewond is.” Dan is de volgende vraag: Welke moleculen zijn er wel als de plant gewond raakt? Het bleek als de plant beschadigd werd er 31 eiwitten opdoken. Vervolgens werden allerlei variaties uitgeprobeerd en uiteindelijk vonden de onderzoekers 10 eiwitten die de hele assemblagelijn uitmaakten. Ze namen het genoom van een andere plant en plantten daar de 10 extra genen in en ziet: die plant ging de chemische verbinding aanmaken waarnaar de onderzoekers op zoek waren.
Dat is overigens niet het uiteindelijke doel van de onderzoekers. Nu gebleken is dat een andere plant het kunstje ook kan, wil Sattely de benodigde genen overbrengen op een gist. Gisten zijn een veel makkelijker ‘productiemiddel’ dan planten. Bovendien zouden gisten simpeler genetisch te sturen zijn om variaties aan het beoogde middel aan te brengen, met het oog op verhoging van de effectiviteit. Volgens Sattely is haar methode ook geschikt om de syntheseroutes te achterhalen van andere ‘medicijnpotente’ verbindingen in andere planten.

Bron: eScience