Onderzoekers krijgen 2.5 miljoen euro: 'We hopen kankercellen af te remmen'

Marileen Dogterom en Anna Akhmanova krijgen allebei een Spinozapremie. Beeld Werry Crone

Anna Akhmanova en Marileen Dogterom delen een fascinatie voor het cytoskelet, de ruggegraat van alle levende cellen. Samen onderzoeken ze dat. En beiden krijgen er een Spinozapremie voor. 

Ze vervoeren benodigdheden in de cel, laten spermatozoïden met hun staart kwispelen, en kunnen van één cel twee cellen maken. Toch zijn het op het oog heel simpele buisjes. Anna Akhmanova heeft op haar werkkamer aan de Universiteit Utrecht een plastic model staan: regelmatig gevormde strengen die samen een buis vormen. Vele malen kleiner komen deze buisjes voor in vrijwel alle levende cellen, van het lichaam van de mens tot de cellen van planten en gist.

Het zijn microtubuli, onderdeel van het cytoskelet, de ruggegraat van de levende cel. Anna Akhmanova volgt hun verrichtingen in die levende cellen. Marileen Dogterom, van de Technische Universiteit Delft, experimenteert met diezelfde microtubuli buiten de cel. De twee wetenschappers kennen elkaar, ze werden in hetzelfde jaar geboren (1967), ze hebben een intensieve samenwerking die mede mogelijk is gemaakt door een grote Europese subsidie, en ze kregen gisteren allebei een Spinozapremie. Maar dat laatste is toeval.

We vullen elkaar aan, zeggen de onderzoekers. Dogterom: "Anna bekijkt microtubuli in levende cellen, met microscopie. Ik isoleer ze uit cellen, en kan bijvoorbeeld meten welke krachten optreden als zo'n buisje ergens tegenaan botst." Akhmanova: "En met die kennis kunnen we beter interpreteren wat we in levende cellen zien gebeuren. Je hebt beide takken van wetenschap nodig."

Veel meer bekend

Het is een eeuw geleden dat die microtubuli voor het eerst werden gezien, al was toen nog niet duidelijk dat het om buisjes ging. Men zag door de microscoop een structuur die een rol speelde bij de deling van cellen. Veel meer was er niet bekend. Dat is in de afgelopen eeuw totaal veranderd: het cytoskelet en vooral de microtubuli daarin blijken een scala aan functies te vervullen die cruciaal zijn voor het leven. Microtubuli, wordt nu wel gezegd, zijn tegelijk het geraamte en de spieren van de cel.

"En de transportband!", roept Akhmanova, en ze tovert op haar laptop een filmpje tevoorschijn. Daarin is zo'n microtubulus te zien, maar dan uitvergroot tot een enorme buis. Op die buis loopt een draadje dat twee voetjes heeft en dat een bol achter zich aan sleept. "Dat draadje noemen we een motor, en we weten dat hij twee voetjes heeft. Wat hij meesleept is een blaasje met iets erin dat in de cel getransporteerd moet worden." Dit is een animatie, want de beweging van dat motortje kun je zelfs met de beste microscoop niet zien. Maar Akhmanova heeft wel microscopische filmbeelden die laten zien hoe microtubuli in cellen groeien en weer krimpen. Fascinerende opnamen.

Microtubuli hebben twee verschillende uiteinden. Die kunnen beide aangroeien én krimpen, maar het ene uiteinde doet dat snel, het andere langzaam. Dat geeft de microtubuli flexibiliteit in afmeting en oriëntatie. Akhmanova: "Ze worden vaak het geraamte van de cel genoemd, maar dat klopt niet helemaal. Het geraamte van de mens, ons skelet, is een harde structuur van botten. Het geraamte van levende cellen is juist heel dynamisch. Microtubuli geven de cel wel een vorm, maar die verandert voortdurend."

Bouwen zonder architect

Je ziet het in de filmbeelden gebeuren. Maar wie vertelt die microtubuli nou in welke richting ze moeten groeien of krimpen? Niemand, zegt Dogterom: "Wat je in de cel ziet, is een autonoom proces, pure zelforganisatie en zelfassemblage. En het gaat bijna nooit fout, dat is het wonderlijke! We proberen te begrijpen hoe dat kan." Akhmanova: "Vergelijk het met een huis. Daarvoor maakt een architect een tekening waarna je materiaal koopt en gaat bouwen. Hier, in de levende cel, wordt ook van alles gebouwd, maar heb je geen architect."

Celdeling is een mooi voorbeeld. Levend materiaal groeit doordat zijn cellen zich delen. Daarbij moet het erfelijk materiaal van de cel, dat ligt opgeslagen in zijn chromosomen, worden gesplitst in twee sets. Dogterom: "Om dat te doen gaan microtubuli zich aan die chromosomen hechten en vormen aan twee kanten een spoel. Maar ze trekken nog niet. We weten dat dat komt door een chemisch signaal, dat blijft klinken zo lang niet alle microtubuli klaar zijn. Is iedereen zo ver, dan houdt het signaal op de een of andere manier op en trekken ze met z'n allen zo'n chromosoom in tweeën."

In spiercellen wordt een kunst verricht door een ander onderdeel van het cytoskelet: actine draden. Ze zijn vergelijkbaar met de microtubuli maar het zijn geen buisjes. Akhmanova gaat terug naar de motortjes die met hun twee voetjes op die transportband liepen. Die vind je in spiercellen ook, zegt ze, maar daar verbinden ze actine draden met elkaar. De minuscule draden liggen er langs elkaar, en door te gaan lopen kunnen de motortjes die draden ineen schuiven en weer uit elkaar. Het effect: de spiercel wordt korter en weer langer, de spier spant aan en laat weer los.

Datzelfde gebeurt in de spermacel met microtubuli, met dit verschil dat de microtubuli daar aan een kant aan elkaar vast zitten. Als de motortjes nu gaan lopen wordt de zaadcel niet langer en korter, maar gaat hij zijn bekende kronkelbeweging maken. Akhmanova: "Je komt microtubuli in veel functies tegen. Het zijn steeds dezelfde bouwstenen, maar met heel verschillende toepassingen."

Betere medicatie

Omdat die toepassingen cruciaal zijn voor de levende cel, kan een fout ernstige gevolgen hebben. Voorbeeld is een syndroom dat CFEOM wordt genoemd, een aandoening in de oogspieren. Akhmanova: "Spieren worden aangestuurd door zenuwcellen, die lange uitlopers hebben om goed contact te kunnen maken met de spiercellen. Voor die lange uitlopers moeten microtubuli zorgen. Maar in dit geval zit daarin een kleine fout, waardoor de uitlopers niet goed groeien en de aansturing van de spieren aan de bovenkant van het oog wordt verstoord. Mensen die dit syndroom hebben kijken altijd naar beneden."

De groeiende kennis van microtubuli en het cytoskelet waarvan die onderdeel zijn, kan dit wellicht verhelpen. De wetenschappers hebben ook de hoop dat hun kennis kan leiden tot betere medicijnen tegen kanker. Kankercellen blijven maar delen en zich verspreiden door het lichaam. Microtubuli spelen daarin een centrale rol. "We kunnen die straks misschien specifieker remmen dan met de huidige kankertherapieën gebeurt."

Maar dat is een verre toekomst. Het werk van Akhmanova en Dogterom is fundamenteel onderzoek, wat mag blijken uit hun leeropdrachten: Akhmanova is hoogleraar cellulaire dynamica in Utrecht, en Dogterom is hoogleraar bionanoscience in Delft. Ze prijzen zich gelukkig met hun Spinozapremies van 2,5 miljoen euro. Het geeft continuïteit in hun onderzoeksactiviteiten.

Financiering

Het is moeilijk om voor fundamenteel onderzoek als dit geld te krijgen. Dat wordt eigenlijk steeds moeilijker. De Nederlandse overheid, maar ook Europa, zet een steeds groter deel van de budgetten in voor onderzoek naar grote maatschappelijke kwesties, zoals klimaat, duurzame energie, gezondheid en vergrijzing. "We klagen niet", zegt Dogterom, "maar je moet inderdaad wel steeds harder trekken om financiering te krijgen voor fundamenteel onderzoek."

Gelukkig is er de European Research Council (ERC), die in 2007 door de Europese Commissie werd opgericht. Achterliggende idee was dat er naast de grote onderzoeksprogramma's voor technologische doorbraken en maatschappelijke uitdagingen, geld moest zijn voor individuele projecten van excellente wetenschappers. Een Europese topcompetitie. Nederland is in die competitie zeer succesvol.

De ERC introduceerde zes jaar geleden iets nieuws, bij wijze van experiment: synergy grants. Dat waren geen individuele subsidies, maar beurzen voor koppels die een bijzondere onderzoekssamenwerking konden opzetten. Akhmanova en Dogterom behoorden tot de zeer weinigen die in die eerste ronde zo'n subsidie wisten te bemachtigen. Ze kregen 7 miljoen euro voor een periode van zes jaar, die nog loopt tot 2020. Met de Spinozapremies die ze gisteren kregen, kunnen ze het pad blijven volgen dat ze toen zijn ingeslagen.

Dogterom: "We blijven dezelfde route volgen, maar deze nieuwe subsidie geeft de mogelijkheid projecten te doen die wat meer gewaagd zijn. We kunnen in Delft nieuwe technieken uitproberen."

Akhmanova: "Dat geldt voor mij ook. De microscopische technieken blijven zich ontwikkelen. We kunnen investeren in apparatuur om dieper in de cel te kijken, en in mensen die die apparatuur kunnen bedienen."

Lees ook: Deze wetenschappers kregen de Spinozapremie voor hun onderzoek
Ze volgen hoe cellen hun enen aan zetten, vinden eiwittenstructuren die medicijn gaan worden, kunnen de kleinste molecule zien, ontrafelen wat de puberteit met het brein doet. Vier wetenschappers kregen er gisteren de Spinozapremie voor. Ze vertellen over hun onderzoek.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden