Science

‘Ze kwaken vrolijk verder’

Kikkers produceren slijm vol kleine eiwitten die hen beschermen tegen allerlei gevaren, waaronder infecties. Dat is interessant voor de farmaceutische industrie. Promovenda Geisa Evaristo ‘melkt kikkertjes uit’ om hun slijm te analyseren.

In het pikkedonker verzamelde MSc Geisa Evaristo in de Braziliaanse provincie Espirito Santo huidslijm van het boomkikkertje Phyllomedusa burmeisteri. Dit felgroene diertje houdt zich overdag en bij maneschijn namelijk schuil. De kikker produceert, zoals vrijwel alle amfibieën, honderden kleine eiwitten (zogenaamde peptiden) in zijn huidklieren.
“Een kikkerexpert die mee was, herkende alle soorten aan hun gekwaak”, vertelt de promovenda van de sectie analytische biotechnologie (Technische Natuurwetenschappen). “Als we de juiste kikker hadden gevonden, verzamelde ik slijm door twee elektrodes tegen de huid te houden en een spanning aan te brengen van vijf volt. Daardoor trekken de spieren samen en komt de vloeistof met de peptiden uit de klieren. De dieren hebben geen last van dit ‘melken’. Ze kwaken daarna vrolijk verder.”
Het dier is net als vele andere kikkers met uitsterven bedreigd. Veel van de peptiden zijn waarschijnlijk interessant voor de farmaceutische industrie. “Als we de stoffen niet snel in kaart brengen, zijn ze voorgoed verdwenen”, vertelt de Braziliaanse die samenwerkt met onderzoekers van de Natural Drug Discovery Laboratory van de Queen’s University in Belfast.
In het lab probeert zij nu uit de honderden kleine eiwitten de peptiden met interessante (bijvoorbeeld antibacteriële, antivirale en antifungale) biologische activiteit te vissen. “Het scheiden van de peptiden gebeurt door middel van vloeistofchromatografie”, vertelt Evaristo. Met de vloeistoffracties die Evaristo zo verkrijgt, met daarin de verschillende peptiden, doet de onderzoekster vervolgens biologische experimenten.
“We stellen kweekjes van micro-organismen bloot aan de verschillende peptiden om na te gaan of de peptiden dodelijk zijn”, zegt Evaristo. “Althans dat is de bedoeling. Tot nu toe heb ik alleen nog maar tests gedaan met hele slijmmonsters, met honderden peptiden tegelijk dus. Die peptidemixjes blijken heel actief.”
De medicijnjagers in Belfast onderzoeken intussen de sequentie van het erfelijk materiaal van de kikkers dat codeert voor de kleine eiwitten. Zo willen ze achterhalen uit welke aminozuren de peptiden zijn samengesteld. De onderzoekers boffen dat de kikkers behalve peptiden ook grote hoeveelheden mRNA-moleculen uitscheiden. Dit zijn de kopietjes van DNA die in de cellen gemaakt worden als bepaalde eiwitten geproduceerd moeten worden. MRNA-moleculen worden door de eiwitfabriekjes van de cel (de ribosomen) afgelezen en vertaald in ketens van aminozuren (de eiwitten).
Maar kennis van de aminozuurvolgorde alleen is niet genoeg om de bioactieve stoffen na te kunnen maken. Direct nadat ze in de kikkercel gefabriceerd zijn, worden de eiwitten namelijk nog wat aangepast door enzymen. Hier en daar knippen zij wat uit het molecuul en bouwen ze disulfidebruggen in de peptideketen, waardoor het zich anders opvouwt.
“Daarom onderzoek ik de structuur van alle kikkerhuid-peptiden ook met behulp van een zeer gespecialiseerde massaspectrometer”, zegt Evaristo. “Dit instrument meet heel nauwkeurig de massa van de peptiden en de fragmenten waaruit ze zijn opgebouwd. Door deze data te combineren met de mRNA-gegevens uit Belfast, is het mogelijk om de complete structuur van deze stoffen te bepalen.”
Er is Evaristo veel gelegen aan het ontdekken van kandidaatmoleculen voor nieuwe medicijnen. “Als de wereld ervan doordrongen raakt dat kikkers stoffen bevatten die interessant zijn voor de farmaceutische industrie en voor de maatschappij in het algemeen, dan worden er misschien meer maatregelen genomen om de leefomgeving van de dieren te beschermen.”

Breeuwer gaf al twee jaar voorlichting in de vorige stand van de TU, maar vond die niet zo spannend. “Die stand bestond uit een plat oppervlak met daarop grote foto’s: je kon je er bijna achter verstoppen”, zegt hij. “Ik vond die stand niet erg open, niet onwijs knallend.”

Editor Redactie

Do you have a question or comment about this article?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.