Veelbelovende schimmels
Gaat een zwam alzheimer bestrijden?
De Chinezen wisten het al lang. Zij gebruikten de pruikzwam – een schimmel die overal op het noordelijk halfrond voorkomt – al duizenden jaren in hun geneeskunde, vooral om geheugenstoornissen te bestrijden.
De laatste jaren is ook de moderne wetenschap steeds meer geïnteresseerd. Zo liet een groep Taiwanese onderzoekers in 2020 zien dat de werkzame stoffen van de zwam – zogenaamde erinacines en hericenonen – positieve effecten hebben op mensen met de ziekte van Alzheimer of Parkinson.
De pruikzwam is een van de veelbelovende schimmels die de laatste jaren de aandacht van onderzoekers heeft getrokken. Schimmels zijn namelijk niet alleen de decomposers van de natuur – organismen die zich voeden met dode of stervend organisch materiaal. Ze zijn ook bronnen van potentieel waardevolle medicijnen, vitaminen en kleurpigmenten.
Vijftien miljoen soorten
‘Schimmels zijn gewoon cool’, zegt schimmeldeskundige Riccardo Iacovelli, postdoc bij de Faculty of Science and Engineering. ‘Er is eigenlijk geen andere wetenschappelijke term om ze te beschrijven. Ik denk dat er tot nu toe ongeveer 150.000 soorten zijn ontdekt, terwijl er waarschijnlijk wel twaalf tot vijftien miljoen soorten zijn.’
Schimmels zijn gewoon cool
Een gigantische schatkamer van mogelijkheden dus, die wacht om onderzocht te worden. En dat is precies wat Iacovelli en zijn collega’s uit de onderzoeksgroep van Kristina Haslinger doen. Zij gebruiken schimmels als kleine fabriekjes om nieuwe moleculen te maken. En in Iacovelli’s geval zijn dat dus de veelbelovende hericenonen van de pruikzwam.
Voor zijn onderzoek ontving hij onlangs een ENW-XS-subsidie van 50.000 euro, een subsidie voor onderzoek dat high risk/high reward-potentie heeft. ‘Dat betekent dat mijn plannen behoorlijk risicovol zijn, maar als ze slagen ook erg veel kunnen opleveren.’
Bijzonder effect
De pruikzwam heeft namelijk een bijzonder effect op de hersenen. De werkzame stoffen zorgen ervoor dat de hersenen meer nerve growth factor (NGF) aanmaken – nodig voor het groeien en in stand houden van neuronen. Maar, legt Iacovelli uit, na het vijfentwintigste levensjaar maakt het brein steeds minder NGF aan.
Bij mensen met alzheimer nemen het aantal neuronen en de connecties tussen de neuronen in de hersenen zelfs af, waardoor zij vaak problemen hebben met vaardigheden als spreken of het herkennen van gezichten.
Maar wat als je daar nu verandering in kunt aanbrengen? En wat als dat simpelweg kan door de moleculen die de pruikzwam al maakt in te zetten?
‘Als er meer NGF in de hersenen aanwezig is, beginnen neuronen weer te groeien en kunnen ook de verbindingen tussen de neuronen die verloren waren gegaan, opnieuw worden gemaakt’, zegt Iacovelli. ‘Als we dit vertalen naar de hersenen, zou dit kunnen betekenen dat je het vermogen om je handen te bewegen of te spreken kunt herstellen.’
Bloed-hersenbarrière
Het grote probleem met NGF is alleen dat het de bloed-hersenbarrière niet kan passeren. Deze barrière voorkomt dat schadelijke stoffen en bacteriën het brein bereiken via het bloed. Maar het houdt dus ook NGF tegen.
Je zou het vermogen om je handen te bewegen of te spreken kunnen herstellen
Voor de werkzame stoffen van de pruikzwam lijkt het erop dat dit niet het geval is. ‘We weten dat er een effect is zowel in cellen als in de hersenen, maar we begrijpen het nog niet volledig. De potentie om de werkzame stoffen als anti-alzheimer medicijn te gebruiken is er, maar moet nog verder onderzocht worden’, zegt Iacovelli.
Alleen is hier ook weer een probleem: de pruikzwam maakt maar een heel kleine hoeveelheid werkzame stoffen aan, waardoor je een enorme hoeveelheid zwam nodig hebt om enig effect te bereiken. ‘Daarom dacht ik dat het interessant zou kunnen zijn als we erachter konden komen hoe deze schimmels de moleculen maken’, zegt Iacovelli. ‘Dan konden we vervolgens snelgroeiende modelschimmels inzetten om hetzelfde te doen in veel grotere hoeveelheden.’
Microbiële celfabriek
Toen hij vorig jaar op een studie stuitte met informatie over het DNA van de zwam, kreeg zijn plan een zetje. Iacovelli kon nu precies de stukjes pruikzwam-DNA lokaliseren die verantwoordelijk waren voor het produceren van hericenonen.
Het is belangrijk dat we de enorme potentie van schimmels gaan zien en waarderen
Vervolgens ging hij aan de slag met genetische modificatie om een microbiële celfabriek te creëren, waarbij de werkzame stoffen worden gemaakt door eenvoudige laboratoriumschimmels. ‘Dat is een beetje als knippen en plakken met een schaar en tape’, zegt hij. ‘Je knipt het belangrijke stukje uit het DNA van de pruikzwam en plakt het vervolgens in het DNA van een laboratoriumschimmel.’
Dat proces is nog in volle gang. De pruikzwam maakt zijn hericenonen in zeven verschillende stappen, die Iacovelli allemaal moet nabootsen in zijn lab. Met elke stap laat hij de laboratoriumschimmel een nieuw enzym maken, dat het begin-molecuul langzaam verandert richting het eindproduct: hericenone.
‘Maar we hebben de eerste stap gevonden!’ zegt Iacovelli enthousiast. ‘En het werkt erg goed, dus is er een kans dat de andere zes ook goed zullen gaan.’
Samenwerking
De komende tijd focust hij zich op de volgende stappen. Hoe lang het duurt, weet hij nog niet. ‘Als we geluk hebben, kan het ergens tussen de twee maanden en vijf jaar zijn.’
En dan moet het mogelijk zijn om goedkoop grote hoeveelheden hericenonen te maken. ‘Daarvoor zou ik willen samenwerken met mensen die de groei van schimmels in industriële omgevingen bestuderen’, droomt Iacovelli. Maar dat is iets voor de toekomst. ‘En het kan dan nog wel twintig jaar duren voor er een commercieel medicijn op de markt komt.’
Intussen gaat hij door met het bestuderen van schimmels. ‘Er valt zoveel te leren van schimmels en er zijn veel toepassingen die we kunnen verkennen’, zegt hij. ‘Het is belangrijk dat we de enorme potentie van schimmels gaan zien en waarderen.’
Momenteel wordt op verschillende plekken onderzocht of we schimmels kunnen gebruiken voor het maken van bijvoorbeeld kleding, verf, vleesvervangers en natuurlijke gewasbestrijdingsmiddelen, vertelt hij. ‘Ik verwacht dat er aan het eind van deze eeuw veel meer producten afkomstig van schimmels zijn. Daar kijk ik naar uit.’