Leuvense onderzoekers ontdekken mogelijke antikankerstoffen in zieke vissen
Genen in het DNA van Pseudomonas bacteriën zorgen voor aanmaak van oximidines
12 oktober 2023
12 Oktober 2023 – Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Joleen Masschelein van het VIB-KU Leuven Center voor Microbiologie en het departement Biologie aan KU Leuven, hebben nieuwe potentiële anti-kankerstoffen ontdekt. Deze stoffen worden aangemaakt door Pseudomonas baetica, een bacterie die uit de lever van zieke platvissen werd gehaald. De resultaten van het onderzoek werden gepubliceerd in Angewandte Chemie.
Oximidines in zieke vissen
In Maart 2006 werd een Spaanse populatie van gekweekte wingtongen – een vissoort die zeer populair is voor menselijke consumptie – geplaagd door een mysterieuze ziekte. Aan de hand van genetische analyses probeerden onderzoekers de verantwoordelijke ziekteverwekker te vinden. Verschillende soorten van de Pseudomonas bacterie werden geïdentificeerd als mogelijke oorzaak, waaronder een nieuwe soort genaamd Pseudomonas baetica. Verder onderzoek van deze Pseudomonas bacteriën door het onderzoeksteam van prof. Joleen Masschelein heeft genen in het DNA aan het licht gebracht die instaan voor de aanmaak van een groep antikankerstoffen, oximidines genaamd.
Oximidines kunnen op een gerichte manier de functie van V-ATPasen in zoogdiercellen onderdrukken. V-ATPasen zijn protonpompjes die de pH balans in de cel controleren. Een hele reeks ziektes, waaronder neurodegeneratieve ziektes, osteoporose en kanker, kunnen gelinkt worden aan een slechte werking van deze pompjes. Het team ontdekte in totaal drie nieuwe oximidine varianten die allen sterke antikanker-activiteit tonen.
"Tot onze verbazing ontdekten we dat dezelfde bacteriën die een mysterieuze ziekte in tongvissen veroorzaakten, ook in staat zijn om antikankerstoffen te produceren." - Prof. Joleen Masschelein
Biotechnologie voor toekomstige medicijnen?
Volgend op hun ontdekking ging het team van prof. Masschelein nog twee stappen verder. In een eerste stap werd opgehelderd via welke chemische processen in de bacterie deze oximidines worden aangemaakt. Wat het team vond was uniek. Tijdens de chemische assemblage van de drie nieuwe oximidines wordt een O-methyloxime groep toegevoegd op een manier die daarvoor nog nooit was waargenomen bij bacteriën.
Sinds het begin van de jaren 2000 proberen chemici oximidines en nieuwe structurele varianten helemaal zelf te bouwen met behulp van chemische synthese. Dit is echter een enorm uitdagend, tijdrovend en duur proces vanwege de structurele complexiteit van oximidines. De ontdekking van de oxomidine-genen in de Pseudomonas bacteriën en de beschrijving van de chemische assemblage van deze stoffen, openen de deur voor een meer duurzame, ecologische en efficiëntere productie van nieuwe oximidine varianten met verbeterde farmaceutische eigenschappen.
Dit concept wilde het onderzoeksteam dan ook bewijzen in een tweede stap. Aan de hand van genetische modificatie werd het DNA van de bacteriën aangepast en de chemische assemblage gemanipuleerd. Als resultaat waren de bacteriën in staat om een nieuw oximidine aan te maken dat structureel simpeler en daardoor ook stabieler is dan zijn natuurlijke, complexere tegenhanger, maar nog steeds dezelfde sterke antikanker-activiteit vertoont.
"Door de unieke chemische assemblage van deze bacteriën te manipuleren, waren we in staat om een structureel eenvoudiger oximidine te creëren dat nog steeds dezelfde sterke antikanker-activiteit bevat. Deze ontdekking opent deuren voor de microbiële productie van nieuwe oximidine analogen die ons kunnen helpen in de strijd tegen kanker en andere ziektes." - Prof. Joleen Masschelein
Hoewel deze ontdekking veelbelovend is voor kankeronderzoek, is er nog meer onderzoek naar deze bacterie-geproduceerde oximidines nodig voordat we deze kunnen toepassen in echte behandelingen tegen kanker of andere ziektes.
Vragen van patiënten
Een doorbraak in onderzoek betekent niet hetzelfde als een doorbraak in de geneeskunde. De verwezenlijkingen van VIB-onderzoekers kunnen de basis vormen voor nieuwe therapieën, maar het ontwikkelingstraject neemt nog jaren in beslag. Dit kan veel vragen oproepen. Daarom vragen we u om in uw reportage of artikel te verwijzen naar het e-mailadres dat VIB hiervoor ter beschikking stelt. Iedereen kan er met vragen omtrent dit en ander medisch gericht onderzoek terecht: [email protected].
Over het VIB-KU Leuven Centrum voor Microbiologie
De grote impact van bacteriën op onze gezondheid, het gebruik van gisten om de productie van chocolade, bier of bio-ethanol te verbeteren, gisten als modelsysteem voor menselijke ziekten… het is een greep uit de onderzoekstopics van de onderzoekers van het VIB-KU Leuven Centrum voor Microbiologie. Hun onderzoek heeft dan ook belangrijke implicaties in diverse toepassingsgebieden.
Over VIB
Basisonderzoek in de levenswetenschappen, dat is de kernactiviteit van VIB. Enerzijds de grenzen verleggen van wat we weten over moleculaire mechanismen, hoe deze mechanismen levende wezens zoals mensen, dieren, planten en micro-organismen regelen, en anderzijds zorgen voor tastbare resultaten die bijdragen aan een betere samenleving. Gestoeld op een partnerschap met vijf Vlaamse universiteiten - UGent, KU Leuven, Universiteit Antwerpen, Vrije Universiteit Brussel en Universiteit Hasselt – en een stevig investeringsprogramma, bundelt VIB de expertise van 81 onderzoeksgroepen in één instituut. Het techtransfer-team van VIB vertaalt proactief biologische inzichten in nieuwe economische activiteiten die op hun beurt weer kunnen leiden tot nieuwe producten, medicijnen e.d. die kunnen gebruikt worden in de geneeskunde, landbouw en tal van andere toepassingen. VIB neemt ook actief deel aan het publieke debat over biotechnologie door het ontwikkelen en verspreiden van een breed scala aan wetenschappelijk onderbouwde informatie over alle aspecten van de biotechnologie. Meer info op www.vib.be.
Over KU Leuven
De KU Leuven werd opgericht in 1425 en is naast één van de oudste ook de meest innovatieve universiteit van Europa (Reuters). Met haar 65 000 studenten en meer dan 22 000 medewerkers is zij bovendien de grootste universiteit van België. Vijftien faculteiten bieden bachelor- en masteropleidingen aan op 10 locaties in Vlaanderen. De verschillende klemtonen en aanpak op de campussen zorgen voor een grote variatie in het onderwijsaanbod. De opleidingen zijn gebaseerd op het onderzoek bijna 8000 wetenschappers. Als medeoprichter van de League of European Research Universities (LERU) is KU Leuven zowel nationaal als internationaal een toonaangevende onderzoeksinstelling.