Sorry, you need to enable JavaScript to visit this website.
Overslaan en naar de inhoud gaan

Zorg van de toekomst

Lichtgevende dieren sporen ziekten op

Leestijd: 3 minuten

Het klinkt als een broodjeaapverhaal. Maar lichtgevende dieren kunnen helpen bij het traceren van hoe ziekten zich door het lichaam verspreiden.

Het vinden van én het volgen van hoe ziekten zoals kanker of dementie zich door het lichaam verspreiden, is vandaag de dag mogelijk met behulp van een lichtgevend eiwit dat komt van de kristalkwal.

 

Kleine groene, glimmende bubbeltjes

lichtgevende dieren

De kristalkwal leeft al minstens 160 miljoen jaar op aarde en is te vinden voor de kust van Noordwest-Afrika. Het is een klein beestje, met een doorsnede van maar 10 centimeter. En als je hem uit het water vist, lijkt hij kleurloos. Maar door een lichtgevend eiwit dat hij produceert, licht de rand van zijn ronde lijf in het water op. Hierdoor lijkt het op een afstand of er een draad van groene, glimmende bubbeltjes door de golven dobbert.

 

Kwal maakt blauwe lichtflitsen

De kristalkwal (Aequorea Victoria) behoort tot de klasse hydroïdpoliepen en maakt blauwe lichtflitsen, die door het fluorescerende eiwit GFP (Green Fluorescent Protein) worden omgezet in groen licht. Dit eiwit wordt tegenwoordig veel gebruikt in de moleculaire biologie. Wetenschappers kunnen dankzij het eiwit bijvoorbeeld cellen die vroeger onzichtbaar waren, kleuren en dus zichtbaar maken.

lichtgevende dieren

Nobelprijs voor de scheikunde

Het isoleren, vermenigvuldigen en toepassen van het eiwit heeft drie wetenschappers, Osamu Shimomura, Martin Chalfie, and Roger Y. Tsien in 2008 de Nobelprijs voor de scheikunde opgeleverd.

Het heeft ook veel veranderd aan de manier hoe we ziekten opsporen en ziekteprocessen volgen.

Wat het lichtgevende eiwit GPF zo bruikbaar maakt, is dat het DNA kan worden gekloond en kan worden ingebracht in cellen van andere levende organismen. Wanneer hun cellen zich vermenigvuldigen, vermeerdert het eiwit ook.

Lichtgevende dieren

Dit heeft plaats zonder negatieve bijeffecten voor deze dieren. Met andere woorden, ze hebben geen last van het feit dat ze hierdoor lichtgevend worden. Want doordat de energie voor het licht wordt gegenereerd door een chemische reactie in de cellen, kunnen ze hun eigen gloed genereren.

 

Eiwit koppelen aan antilichamen

Als de cellen zich vermenigvuldigen, vermenigvuldigt GPF zich ook en daarmee wordt de mogelijkheid om het ‘pad te verlichten’ dus groter. Door GPF aan een antilichaam te koppelen - dat zijn moleculen die het immuunsysteem maakt om ziektes en andere vijandelijke indringers te bestrijden - kan het bijvoorbeeld worden gebruikt om een ziekte te diagnosticeren door de weg van het antilichaam te volgen.

Opsporen van aids en malaria

Onlangs werd succes geboekt met de GFP-methode bij het monitoren van de verspreiding van een gen dat worden geassocieerd bij ‘kattenaids’.

Dat is een ziekte die verwant is aan hiv/aids bij mensen. Door het fluorescerende eiwit GFP aan het einde van het betreffende kattenaidsgen te koppelen, konden wetenschappers van de vooraanstaande kankerkliniek Mayo Clinic de reactie van het lichaam van de kat op de ziekte monitoren.

Het resultaat klinkt als een hoax, maar de groene lichtgevende kittens leverden zeer belangrijke informatie op waarmee ‘kattenaids’ kan worden bestreden.

Het hangen van GFP aan erfelijk materiaal van kippen en muggen heeft daarnaast bijvoorbeeld ook al geholpen bij de speurtocht naar hoe vogelgriep zich verspreidt en hoe muggen knokkelkoorts en malaria overbrengen.
 

Door kankercellen lichtgevend te maken kunnen ze door het lichaam heen worden gevolgd.

Van Darwin tot nu

Wetenschappers uit deze en vorige eeuw waren niet de eersten die zich bezighielden met het wonder van bioluminescentie.

In januari 1832 beschreef Charles Darwin al de ‘vonkjes’ ofwel de lichtgevende kwallen die hij waarnam voor de kust van Tenerife. Het is echter pas recentelijk gelukt om die vonkjes te vangen en om te zetten tot een krachtige medische onderzoeksmethode.

De Japanse scheikundige en marinebioloog Osamu Shimomura was in 1962 de eerste persoon die het lukte om het fluorescerende eiwit GFP te isoleren en hij ontdekte precies welke deel van het eiwit verantwoordelijk is voor de gloed. Vervolgens was het de Amerikaanse neurobioloog Martin Chalfie in 1988 die erin slaagde om een organisme lichtgevend te maken met behulp van het 'geleende' licht.

De inmiddels overleden Chinees-Amerikaans biochemicus Roger Y. Tsien ontwikkelde weer verbeterde eiwitten die sneller en feller oplichten en ook in verschillende kleuren.

Hun gezamenlijke lichtidee werd vervolgens opgepakt in laboratoria over de hele wereld. Vandaag de dag worden bio-lichtgevende eiwitten volgens Marc Zimmers boek ‘Verlichtende ziekte’ jaarlijks bij zo’n miljoen experimenten gebruikt.