Listig slangengif wordt ontrafeld middels eiwitkarakterisatie
De complexe gifcocktail die een slangenbeet bevat, dat is wat Rob Haselberg tot in detail wil analyseren. Hij is universitair docent bij de VU-vakgroep BioAnalytische Chemie in Amsterdam en specialiseert zich in eiwitkarakterisatie via capillaire elektroforese. FHI sprak met hem.
Door: Dimitri Reijerman
Haselberg is dol op eitwitrijke stoffen, zoals slangengif: “Als het maar eiwitten zijn, dan wil ik ze karakteriseren. Eiwitten zijn complex en soms moeilijk te doorgronden. In dat opzicht is het heel leuk om er mee te werken, want er is steeds iets nieuws te ontdekken. Toch, ondanks dat ze deels onvoorspelbaar zijn, zijn eiwitten voor een deel toch voorspelbaar. Er zijn maar twintig bouwblokken, de aminozuren, en er is een beperkte hoeveelheid modificaties.”
Het onderzoek naar slagengif werd oorspronkelijk opgezet door een collega van Haselberg: “Mijn collega, universitair hoofddocent Jeroen Kool, heeft ervaring met het onderzoeken van metabolieten van geneesmiddelen. Hij zoekt naar de metabolieten die bioactief zijn en dus een eigen werking hebben. Door die expertise is hij in het slangengif gerold om op zoek te gaan naar bioactieve componenten in dat gif. Dat onderzoek is steeds breder geworden waarbij we gedetailleerder zijn gaan kijken naar verschillende soorten slangengif. En daarbij zoeken we vooral naar bioactieve elementen voor geneesmiddelen. Een goed voorbeeld is dat als een slang je bijt en je bloedt dood, dan kan dat gif potentieel een goede bloeddrukverlager zijn omdat het gif je bloed niet laat klonteren.”
Slangengif bestaat uit honderden tot duizenden componenten, waarvan nog veel onbekend is. “Dan krijg je vragen als: werken deze stoffen samen en wat is de precieze celwerking? We weten wel dat het voornamelijk peptiden en eiwitten zijn, maar het blijft zeer complex”, zegt Haselberg.
Haselberg past tijdens zijn onderzoek naar het gif capillaire elektroforese (CE) toe als scheidingstechniek om op die wijze de verschillende eiwitten te kunnen bestuderen. Hij doet dit al vijftien jaar en is vergaand gespecialiseerd in dit proces. Hij legt de werking kort uit: “Door een spanning op een capillair te zetten, worden eiwitten naar de positieve of negatieve kant toegetrokken. Elk eiwit heeft een eigen bewegingssnelheid in dit proces, waarmee niet alleen eiwitscheidingen mogelijk zijn maar ook modificaties binnen eiwitten zijn te scheiden op basis van hun lading en hun grootte.”
Inmiddels heeft Haselberg samen met collega’s een portfolio aan methodieken ontwikkeld om slangengif via CE te kunnen meten. Bovendien is het toepassen van CE naar het gif geautomatiseerd, waardoor de betrouwbaarheid van de analyses is toegenomen. “En tegelijkertijd kunnen we allerhande profielen opstellen van slangengif”, zegt Haselberg. “Interessant is bijvoorbeeld om te kijken wat het molecuulgewicht precies is van die eiwitten. Ook kunnen we het iso-elektrisch punt bepalen van een eiwit. Dit bepaalt samen of ze bijvoorbeeld door bepaalde membranen kunnen. En die CE informatie werkt ook weer voor het opzetten van methodes om ze beter te karakteriseren. Want voor we CE toepasten, gebruikten we HPLC analyses. Maar dat leverde geen geweldige resultaten op. Nu we ze beter in kaart hebben gebracht, hebben we de HPLC methodes ook kunnen optimaliseren.”
“We hebben nu ook een methode ontwikkeld waarmee we heel snel een profilering kunnen doen van slangengif, binnen tien minuten”, zo gaat de onderzoeker door. “De vervolgstap die we nu willen zetten is een pre-scheiding maken en weer op zoek gaan naar bioactieve componenten. Met capillaire elktroforese kunnen we aan de hand van bepaalde pieken die componenten identificeren. Als we dan weten wat het is, dan hebben we wellicht een target voor een geneesmiddel. Dat zou natuurlijk heel mooi zijn.”
Het gif waar de VU mee werkt is afkomstig van het Liverpool School of Tropical Medicine. “Zij hebben daar slangen die worden gemolken”, zegt Haselberg. “En via andere partners krijgen we ook gif binnen, maar dan als gevriesdroogd poeder.”
Inmiddels heeft Haselberg vrijwel alle soorten slangengif onderzocht. Zijn conclusie: “Elk soort gif is uniek. We hebben zelfs gezien dat slangen van dezelfde familie en zelfs de onderliggende subfamilie een andere samenstelling van het gif hebben. En dat is omdat ze zich aanpassen aan de omgeving waarin ze actief zijn.”
Naast de wetenschappelijke kant wil Haselberg tijdens zijn lezing tijdens het online Life Science event aandacht schenken aan het acute probleem van slangenbeten: “Daar sterven jaarlijks heel veel mensen aan omdat er geen goede medicijnen zijn. En er wordt te weinig onderzoek gedaan naar slangengif, omdat het niet altijd een hoge prioriteit heeft. We hopen nu ook door te weten hoe verschillende soorten gif eruit zien, we ook beter antigif kunnen maken. Maar het blijft onderzoek van de lange adem. Verder hoop ik op nog gevoeliger te kunnen meten, zodat we nog beter in diepte weten waar een gif uit bestaat. En we wellicht ooit tot een universeel antigif kunnen komen.”
De online lezing van Rob Haselberg vindt plaats op donderdag 22 april om 11.00 uur. Deelname is kosteloos en registeren kan via dit formulier
