- Onderzoek , Sluitstuk
- 14/07/2021
Sluitstuk | Vaccins slimmer verpakt
De coronapandemie heeft gezorgd voor de grote doorbraak van mRNA-vaccins, waarbij een genetische instructie wordt toegediend in vetblaasjes. Dat moet ook - en misschien nog wel handiger - kunnen in polymeerblaasjes, denkt Pascal Welzen. Hij promoveerde vorige week bij Bio-Organic Chemistry na een schoolloopbaan die begon op het vmbo.
Dat zijn onderzoek nu zó actueel zou zijn, kon Pascal Welzen niet bevroeden toen hij ruim vier jaar geleden aan een promotie begon in de - toen nog - Nijmeegse groep van de latere Spinozalaureaat en huidige TU/e-hoogleraar Jan van Hest. Maar mooi vindt hij het wel, ondanks de wrange reden waarom vaccins nu zo in de spotlight staan. “Ik heb destijds heel bewust voor deze promotieplek gekozen, juist vanwege de potentiële toepassingen van dit onderzoek.”
Jarenlang had de laatbloeier, die via het vmbo, havo en hbo uiteindelijk toch op de universiteit terechtkwam, namelijk geroepen dat hij nóóit voor een PhD zou gaan. “Promovendi waren voor mij nerds die de hele dag bezig waren met een detail dat nooit iets zou bijdragen aan de maatschappij. Maar dit was een heel praktisch project, in samenwerking met farmaceuten zoals GSK en Zoetis (dat onder meer vaccins voor dieren ontwikkelt, red.) en de afdeling Pediatric Infectious Diseases van Radboudumc.”
Nanoblaasjes
Welzens onderzoek draait om zogeheten polymeersomen, een soort nanoblaasjes gemaakt van door het lichaam afbreekbaar bioplastic. Die worden volgens hem al veel bestudeerd als middel voor gecontroleerde afgifte van medicijnen in het lichaam, maar nog niet als transportplatform voor de nieuwste generatie vaccins. Terwijl polymeersomen in principe robuuster en veelzijdiger zijn dan de vetblaasjes waarin het mRNA verpakt zit in de zo succesvolle vaccins van Pfizer/BioNTech en Moderna.
Die kwetsbare vaccins moet je heel koud bewaren, legt hij uit, terwijl polymeersomen maandenlang goed blijven bij koelkasttemperatuur en zelfs in gevriesdroogde toestand kunnen worden bewaard. “Dat is van belang als je goedkope vaccins wilt maken voor armere landen. Om diezelfde reden wil je met zo weinig mogelijk vaccin een goed resultaat bereiken, want mRNA is duur om te produceren.”
Vastklikken
Daarnaast kun je niet alleen mRNA opsluiten in polymeersomen, maar zouden op basis van deze plastic blaasjes ook andere typen vaccins gemaakt kunnen worden. Welzen: “We kunnen ze zo maken dat je makkelijk een antigeen (een molecuul dat door het immuunsysteem als bedreiging wordt herkend, red) aan de buitenkant kunt vastklikken.” Op die manier boots je de ziekteverwekker na zonder de nadelige effecten, legt hij uit.
Bovendien toonde hij aan dat de polymeersomen met kleine ingrepen zodanig aan te passen zijn, dat ze bij neutrale zuurgraad (zoals in het bloed) stabiel zijn, maar uit elkaar vallen in een zuurdere omgeving (zoals wanneer ze opgenomen worden in lichaamscellen). “Het omgekeerde is ook mogelijk”, benadrukt Welzen. “We hebben ook polymeersomen gemaakt die de zure omgeving van de maag overleven, maar juist uit elkaar vallen bij de neutrale zuurgraad van de darm.”
Dergelijke polymeersomen zouden de basis kunnen vormen voor een vaccin - of medicijn -dat je als drankje kunt innemen, licht hij toe. Maar de inzet is in eerste instantie een vaccin in de vorm van een neusspray in plaats van een te injecteren vloeistof. “Een neusspray is minder ingrijpend en je hebt er uiteraard geen naalden voor nodig, wat wederom met name in armere landen echt uitmaakt. En omdat de meeste ziekten via de neus binnendringen, is het logisch om daar een sterke, lokale immuniteit op te wekken.”
Activeren
In principe zijn de polymeersomen die Welzen maakte inert, vertelt hij. “Als je ze toedient, doet het lichaam er helemaal niets mee. Maar voor een werkend vaccin, moet het immuunsysteem in de juiste mate geactiveerd worden. Daarom heb ik een stukje kunstmatig DNA aan de polymeersomen gehangen, dat als lichaamsvreemd element wordt herkend.” Om ook de juiste immuuncellen te lokken, bevestigde hij aan het polymeersoom ook nog een deel van een bestaand antilichaam; een eiwit dat door het lichaam wordt aangemaakt om bepaalde ziekteverwekkers te herkennen en neutraliseren. “Die combinatie bleek heel goed te werken in bloedsamples”, aldus Welzen.
Aan wat de apotheose van zijn onderzoek had moeten zijn - het combineren van alle losse ‘features’ van de polymeersomen in één prototype vaccin - is Welzen helaas niet meer toegekomen. “We hopen nog financiering te krijgen voor dat vervolgonderzoek.”
In de tussentijd is hij in de groep van Van Hest als postdoc begonnen aan een heel ander project: “Daarin willen we een medicijn ontwikkelen tegen ouderdomsblindheid. Ik zou op termijn heel graag door willen met de vaccins, maar ik moet zeggen dat mijn huidige project toch ook wel erg boeiend is.” Misschien blijkt de Limburger meer een wetenschapsnerd te zijn geworden dan hij zelf voor mogelijk had gehouden.
Discussie