Vuurvliegjes
Clemens Löwik – door zijn oud-collega’s in Leiden de ‘Professor van het Licht’ genoemd – is een meester in het zichtbaar maken van het onzichtbare. Hij gebruikt daarvoor lichtgevende moleculen, een technologie die hij rechtstreeks aan moeder natuur ontleent: hij is schatplichtig aan vuurvliegjes, klikkevers en andere lichtgevende beestjes. Zogeheten nabij-infrarode lichtgevende moleculen worden in het lab gekoppeld aan stofjes die specifiek tumorcellen herkennen. Deze worden vervolgens bij de kankerpatiënt ingespoten. Een chirurg kan zo tijdens de operatie met een speciale camera precies zien wat het tumorweefsel is dat hij moet wegsnijden. Ook bouwt de groep van Löwik in het lab allerlei genen in bij kankercellen, immuuncellen en stamcellen. Die gaan dan licht geven, zodat ze op scans zichtbaar worden.
Schade onthuld
Over de nieuwste van zijn vele vindingen kan Löwik geestdriftig vertellen. Zoals dat vaker gaat in de medische wetenschap, deed hij zijn ontdekking puur toevallig. “Maar de potentie van de vondst is enorm”, voorspelt hij. Het gaat om een lichtgevend molecuul dat zich alleen blijkt te hechten aan necrotische – ofwel afgestorven – cellen, maar die levende cellen ongemoeid laat. Löwik ligt het belang van de ontdekking toe: “Een solide tumor ontwikkelt altijd een necrotische kern, een klomp bestaande uit dode tumorcellen en celresten. Hoe agressiever de tumor, hoe sneller de necrotische kern in grootte toeneemt. Zo’n necrotische kern ontstaat ontstaat namelijk omdat de tumor zó hard groeit, dat de vorming van nieuwe bloedvaten achterblijft. Het gevolg: de tumorcellen sterven af door gebrek aan zuurstof en voedingsstoffen. Wanneer een kankerpatiënt wordt behandeld met chemotherapie of een andere behandeling, kun je de necrotische kern meten en zo vaststellen of de behandeling aanslaat. We gebruiken daar necrose-specifieke stofjes voor: HQ-moleculen, die we kortstondig radioactief maken. Daardoor zijn ze met een speciale scanner (een SPECT-scan) zichtbaar.” Löwik hoopt op die manier bij borsttumoren en alvleeskliertumoren al na de eerste kuur van vijf tot zeven dagen, of zelfs nog vroeger, te kunnen bepalen of een therapie aanslaat. “Nu kun je, aan de hand van de grootte van de totale tumor, pas na vier of vijf kuren, dat wil zeggen tien tot veertien weken, met MRI zien of de behandeling werkt. Het effect op de necrotische kern is veel eerder zichtbaar. Als je bedenkt dat meer dan de helft van de chemotherapieën niet of nauwelijks aanslaat, kun je je voorstellen hoeveel ellende je zo kunt voorkomen.”
‘Vuurvliegjes, klikkevers en andere lichtgevende beestjes’
Transportmiddel
“De toepassing van de HQ-moleculen beperkt zich niet tot kanker”, vertelt Löwik. “Ook bij infarcten zijn ze toepasbaar. Want door de afsluiting van een bloedvat, bijvoorbeeld in het of de hersenen, ontstaat zuurstoftekort en sterven cellen af. Je kunt met HQ-moleculen niet alleen de schade goed in beeld brengen, omdat de moleculen zich hechten aan de afgestorven cellen, maar je kunt ze ook gebruiken als transportmiddel om stoffen naar een infarct te vervoeren. Denk aan het afleveren van groeifactoren, of van stofjes die stamcellen aantrekken die vervolgens het aangedane weefsel in hart of hersenen kunnen herstellen.”
Paard van Troje
“Bij tumoren gaan we anti-kankermiddelen afleveren bij de necrotische kern in solide tumoren. Nanodeeltjes worden al langer gebruikt voor het transport van geneesmiddelen. Maar nanodeeltjes met aan de buitenkant HQ-moleculen hechten zich in de kern van de tumor en geven daar hun inhoud vrij, zodat ze van binnenuit de tumor kunnen bestrijden. Een soort Paard van Troje dus.”
Samenwerking
Löwik gaat de komende jaren proberen om de HQ-moleculen en HQ-nanodeeltjes verder te ontwikkelen voor diagnose en behandeling van patiënten. Waarom hij voor het Erasmus MC koos? “We zijn hier beter in staat om onze ontdekkingen door te ontwikkelen, zodat de patiënt er sneller van kan profiteren. Daar doen we het tenslotte voor. Ook zijn de mogelijkheden om samen te werken met andere onderzoeksgroepen hier uitstekend, bijvoorbeeld met de afdeling Biomedical Engineering van prof. dr. Ton van der Steen en het lab van Oncologische Chirurgie van dr. Timo ten Hagen. Ook werken we samen met prof. dr. Marion de Jong van de afdeling Nucleaire Geneeskunde en prof. dr. Casper van Eijck van de afdeling Heelkunde.”
De werkzaamheden vinden overwegend plaats in het Genetica-lab van prof. dr. Jan Hoeijmakers en prof. dr. Roland Kanaar, met wie de groep ook intensief gaat samenwerken. De gentechnologie om cellen en muizen lichtgevend te maken, waarvoor Löwiks rechterhand dr. Laura Mezzanotte verantwoordelijk is, kan in deze labs worden uitgevoerd.
