Wetenschappers kweken slangengifklieren in het lab

Voor het eerst in de geschiedenis is het wetenschappers gelukt om organoïden uit stamcellen van reptielen te laten groeien. Deze groepjes cellen kunnen gifmoleculen produceren. Dit is een belangrijke stap om slangenbeten beter te behandelen. Eén van de betrokken onderzoekers is evolutiebioloog Freek Vonk, die per 1 februari 2020 is aangesteld als bijzonder hoogleraar Evolutionary Biochemistry bij het Amsterdam Institute of Molecular and Life Sciences (AIMMS) aan de Vrije Universiteit Amsterdam.

03-02-2020 | 10:18

Het internationale team van onderzoekers dat werd geleid door professor Hans Clevers van het Hubrecht Instituut, publiceerde de baanbrekende resultaten van dit onderzoek in het wetenschappelijke tijdschrift Cell.

Stamcellen als basis
De onderzoekers gebruikten volwassen stamcellen en embryonale stamcellen uit gifklierweefsel van giftige slangen als basis voor de organoïden. Met een specifieke mix van groeifactoren lieten ze de organoïde cellen gedurende lange periodes groeien en delen. De onderzoekers bestudeerden het mRNA van de organoïden en vergeleken dat met mRNA uit cellen van de gifklier. Daaruit bleek dat de organoïde cellen vergelijkbare celtypen hebben als de onderzochte weefsels van slangen. De organoïde cellen bleken ook in staat gifmoleculen te produceren. De onderzoekers waren erg blij met dit resultaat: ‘Hier hadden we op gehoopt. We willen in het lab gifmoleculen produceren om dieren te sparen. Met dit systeem kunnen we ook verschillende gif-afscheidende celtypen in de gifklier beter leren begrijpen.’

Doden voorkomen
De onderzoekers gebruikten zeer giftige slangensoorten om deze organoïden uit te kweken, waaronder de Kaapse koraalslang (Aspidelaps lubricus cowlesi, zie afbeelding). De gekweekte cellen kunnen worden ingezet als gifproducerende fabriekjes. Onderzoekers kunnen hiermee nieuwe behandelingen ontwikkelen tegen slangenbeten, die een bedreiging vormen voor mensen wereldwijd. In ontwikkelingslanden sterven jaarlijks meer dan honderdduizend mensen door een slangenbeet.

Slangengif aftappen
Vanuit de Vrije Universiteit brachten analytisch chemicus Jeroen Kool en evolutiebioloog Freek Vonk hun kennis en expertise in op het biologische en analytische vlak. Freek Vonk: “Dit is een grote stap in het wetenschappelijk onderzoek naar gif. We zijn nu voor het eerst in staat om, in het lab, onder gecontroleerde omstandigheden, oneindige hoeveelheden slangengif af te tappen via onze organoïden. Tevens kunnen we de fijne moleculaire processen die betrokken zijn bij de productie van gif in de gifklier bestuderen. Dat opent veel mogelijkheden op het gebied van medicijnontwikkeling.”

Natuurlijke medicijnkast
“Natuurlijke gifstoffen als slangengif vormen namelijk een geweldige bron van potentiële nieuwe geneesmiddelen”, vervolgd Vonk. “Evolutie heeft al het harde werk al gedaan, en heeft in de afgelopen miljoenen jaren deze stoffen omgetoverd tot geraffineerde en extreem krachtige moleculen. Met behulp van moderne technieken is het aan ons om diep in deze natuurlijke medicijnkast te duiken om te zien wat we nog kunnen vinden. De organoïden vormen daarbij een nieuw en uniek platform waarmee we deze moleculen kunnen produceren en bestuderen.”