Sinds ik op de middelbare school mijn biologieboek over prionen las, ben ik gefascineerd door deze verkeerd gevouwen eiwitten. PrP-eiwitten spelen een belangrijke rol bij de aanmaak van zenuwcellen in de hersenen. Wanneer deze eiwitten een abnormale structuur aannemen, veroorzaakt door een mutatie in het PRNP-gen, worden prionen gevormd. Prionen kunnen niet door enzymen worden afgebroken, zijn bestand tegen bestraling, bevriezing en verhitting en kunnen ook normaal gevouwen PrP-eiwitten ertoe brengen zich verkeerd te vouwen. Hierdoor ontstaat een kettingreactie die ertoe leidt dat bijna alle PrP-eiwitten in prionen veranderen.
Hoewel door prionen veroorzaakte ziekten zeer zeldzaam zijn, waren ze tot voor kort allemaal dodelijk. Samen met een team van biochemici heb ik daar verandering in gebracht. Na bijna 15 jaar onderzoek vol tegenslagen zijn we erin geslaagd een moleculaire machine te synthetiseren die een prion kan herkennen en vervolgens onschadelijk kan maken. Deze methode is gebaseerd op het omsluiten van het prioneiwit met een netwerkpolymeer. Dit voorkomt dat het prion andere eiwitten verkeerd vouwt. Daarnaast zijn we erin geslaagd om het gemuteerde PRNP-gen inactief te maken en met gentherapie een gezond gen in het DNA te brengen, zodat er tijdens de eiwitsynthese geen nieuwe prionen worden aangemaakt. Deze ontwikkelingen stellen ons in staat om op zeer effectieve wijze een prionziekte in een vroeg stadium te bestrijden.
De grootste uitdaging van ons onderzoek was om onderscheid te maken tussen de normale PrP-eiwitten en de prionen. Er mogen immers geen normale PrP-eiwitten worden geïnactiveerd. Na jaren van onderzoek in het lab zijn we er eindelijk in geslaagd om een moleculaire machine te ontwikkelen die onderscheid kan maken tussen de tertiaire structuur van een PrP-eiwit en die van een prion bij rundvee. Niet veel later lukte het ons ook om een prionziekte (vCJD, variant van de ziekte van Creutzveldt-Jacob) bij een mens te behandelen. Iemand die eigenlijk nog maar een paar maanden te leven had, kon nu haar leven weer oppakken.
Ik had graag gezien dat ons onderzoek eerder was afgerond, door gebrek aan financiële middelen was dit niet mogelijk. Ik ben echter tevreden met ons resultaat. Ziekten als de ziekte van Creutzveldt-Jacob en Fatal Familial Insomnia (fatale slapeloosheid) kunnen nu in een vroeg stadium worden behandeld. Met deze methode genezen jaarlijks tientallen mensen.
Tekst: Jeramy Kop ‘Finalist Nationale Scheikunde Olympiade 2021’
Meer over de Nationale Scheikunde Olympiade:
ChemistryNL awards students with Kanjer Prijs and Sustainability Award
Winners National Chemistry Olympiad 2021
