Het goede nieuws: wetenschappers zijn in staat om vrijwel alle vormen van kanker, obesitas, hersenziektes en tal van andere aandoeningen te genezen.
Het slechte nieuws: dit geldt vooral voor celkweken in petrischaaltjes. De farmacologie barst van de mooie stofjes, maar voordat er een medicijn is dat ook echt werkt in een echte patiënt, is er nog een lange weg te gaan. Zelfs als iets een medicijn is, valt er vaak nog wel wat te zeuren. Prikken met naalden is gehannes, en als je een heel dorp vaccineert met één naald, verspreid je vaak meer ziekte dan je voorkomt. Een middel dat in de koelkast bewaard moet blijven, is nutteloos op plekken waar elektriciteit niet of slechts af en toe beschikbaar is.
Zie daar het vakgebied van Wim Jiskoot in een notendop. Hij is hoogleraar Drug Delivery Technology, en houdt zich bezig met nieuwe manieren om het juiste medicijn op de juiste plek te krijgen. De afgelopen jaren werkte hij onder meer aan patiëntvriendelijke microscopisch kleine naaldjes, opsnuifbare vaccins en methoden om eiwitten te stabiliseren.
Eiwitten zijn grote, complexe moleculen, en omdat ze groot en complex zijn, gaan ze makkelijk stuk buiten het menselijk lichaam. Ze vallen uit elkaar, of vouwen zich op de verkeerde manier in elkaar. Dat is onhandig, want allerlei soorten eiwitten zijn wel heel geschikt als medicijn. Antilichaampjes kunnen kankercellen of ziekmakers helpen uitroeien. Als een patiënt een bepaald eiwit zelf niet voldoende aanmaakt, kan een toegediende extra portie zijn of haar leven redden.
Er bestaat dus een complete klasse aan medicijnen die onbruikbaar is in de derde wereld, omdat het daar vrijwel overal onmogelijk is om iets op een stabiele temperatuur te houden. 99 Procent van de vrouwen die overlijdt bij het baren van een kind woont in een ontwikkelingsland. Dat is deels te wijten aan de temperatuurgevoeligheid van oxytocine, een eiwitachtig stofje dat zwangerschapsellende kan voorkomen.
Zelfs in het rijke Westen is de geringe stabiliteit van eiwitten lastig. Diabetici, bijvoorbeeld, moeten hun insuline in de koelkast bewaren. Maar niet te dicht bij het vriesvakje, want dan wordt het te koud, en liever ook niet in de deur want dan schommelt de temperatuur teveel. Op reis naar Zuid-Frankrijk kan het in de auto al te warm worden voor hun medicijn, maar in het bagageruim van een vliegtuig juist weer te koud. Kortom: er is hier ruimte voor verbetering.
In een recent artikel in het European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics beschrijven Jiskoot, zijn collega Onanang Nuchuchua en twee medewerkers van FeyeCon (een spin-offbedrijf van de TU Delft) een nieuwe aanpak om eiwitten te drogen.
‘Je begint met een eiwitformulering: water met het eiwit erin, en wat hulpstoffen’, legt Jiskoot uit. ‘We gebruiken koolstofdioxide om het water daaraan te onttrekken.’ Door de koolstofdioxide onder hoge druk te brengen, komt het in een zogeheten superkritische toestand, waarin het zowel eigenschappen van een gas als van een vloeistof heeft. Vanwege de vloeistofachtigheid is superkritisch CO2 heel geschikt om dingen in op te lossen, en vanwege de gassigheid kunnen stoffen snel uitwisselen.
Door met de temperatuur en de druk te spelen, kun je bepalen wat er precies oplost of onttrokken wordt: koffiefabrikanten die decafé willen maken, onttrekken de caffeïne uit de boontjes met behulp van superkritisch koolstofdioxide. Feyecon gebruikt de technologie om olie mee te zuiveren, of juist om verf aan te brengen. In samenwerking met Jiskoot en Nuchuchua sproeide het bedrijf kleine druppeltjes van de eiwitformulering in de CO2. Het water lost op, de eiwitten en hulpstoffen niet; die vallen als poeder op de grond.
Jiskoot somt de voordelen op: ‘Het is sneller dan vriesdrogen. Het hoeft niet bij een hoge temperatuur, zoals klassiek sproeidrogen, wat beter is voor de eiwitten. De koolstofdioxide kan je hergebruiken en komt dus niet vrij als broeikasgas. En, niet ons hoofddoel maar wel zo handig: je kan manipuleren hoe fijn het poeder precies wordt. Dat is belangrijk voor inhaleerbare vaccins: als de deeltjes te groot zijn, komen ze niet diep genoeg de longen in. Als ze te klein zijn, adem je ze weer uit.’
In hun artikel laten de onderzoekers zien dat de onderzochte eiwitjes na de behandeling intact en werkzaam blijven. ‘De volgende stap is om te kijken wat er nog verbeterd kan worden door de samenstelling van de hulpstoffen te veranderen’, aldus Jiskoot.
Ook proberen collega’s van Nuchuchua de poederdeeltjes in te pakken met een dun laagje. Als het goed is, gaat dat ervoor zorgen dat de eiwitten na injectie vertraagd vrijkomen. ‘Dan hoeven patiënten niet dagelijks, maar slechts eens in de twee weken een prik.’ Zo’n Slow Release-aanpak komt bij veel geneesmiddelen voor, maar bij eiwitten is het lastig. ‘Je probeert ze te isoleren, tijdenlang buiten het lichaam te bewaren, en dan op een onnatuurlijke plek te injecteren en zo lang mogelijk te laten werken, met allerlei lichaamsstoffen eromheen’, verzucht Jiskoot. ‘Twee weken is echt al heel erg lang. Er zijn zoveel problemen; eigenlijk is het verwonderlijk dat er zoveel goede eiwitgeneesmiddelen zijn.’