Chemotherapie zonder bijwerkingen? Het kan, met licht
fotografie: Pexels
Misselijkheid, zenuwpijn en haaruitval: een greep uit de nare bijwerkingen van chemotherapie. Het kan ook anders, liet biochemicus Liyan Zhang zien. Samen met onder meer Leidse biologen deed ze onderzoek naar een medicijn dat alleen actief is in combinatie met licht. Zhang promoveert op 4 juli.
Chemotherapie is effectief en gevreesd tegelijk. Je krijgt medicijnen geïnjecteerd die bestaan uit giftige moleculen, soms met metaalelementen erin, bijvoorbeeld platina. Het is fijn dat het medicijn giftig is voor de tumorcellen, maar niet dat het ook giftig is voor gezonde cellen. ‘Het medicijn is ook actief in gezonde weefsels en dat veroorzaakt vaak ernstige bijwerkingen’, zegt Liyan Zhang die haar promotieonderzoek deed bij het Leids Instituut voor Chemisch Onderzoek (LIC).
Medicijn met lichtschakelaar
Zhang en haar begeleider, scheikundehoogleraar Sylvestre Bonnet, ontwikkelden een vorm van chemotherapie die pas werkt als je er zichtbaar licht op laat schijnen. Het molecuul bevat een metaalcomponent op basis van het element ruthenium dat het molecuul eigenschappen van een lichtschakelaar geeft. Als bewezen is dat dit soort moleculen werken en veilig zijn, kunnen ze veel van de huidige chemotherapieën vervangen.
Zhang: ‘Je dient het middel toe, en dan wacht je tot het medicijn in de tumor terecht is gekomen. Dan schijn je met een laser licht op de tumor. Aan de oppervlakte van het lichaam is dat natuurlijk het gemakkelijkst. De huid, de longen en de blaas zijn gemakkelijk bereikbaar voor lichtstraling. Maar met bijvoorbeeld glasvezeltechniek kunnen we het licht ook dieper in het lichaam brengen, bijvoorbeeld in de hersenen of de lever.’
Veilig in het donker, giftig bij licht
Zhang toonde aan dat het medicijn bij toepassing van groen licht zeer giftig is voor kankercellen in petrischaaltjes, maar ook voor echte tumoren in muizen en zebravissen. ‘Het was fantastisch toen ik de sporen van het medicijn zag in kankercellen en in een transparante zebravis. Ik zag toen gebeuren wat we hadden verwacht. We lieten zien dat onze medicijnen in het donker heel veilig zijn in bepaalde doses, terwijl activering met licht het medicijn werkzaam maakt. Heel belangrijk is ook dat het werkzame deel van het medicijn zich efficiënt kan ophopen in het tumorgebied, ook als het daarvoor de bloed-hersenbarrière moet passeren om een hersentumor te bereiken.’
Het onderzoek in muizen vond plaats met hulp van collega’s in China. Voor het onderzoek in zebravissen kon Zhang terecht bij haar eigen faculteit. ‘Ik vertelde aan collega-promovendus Gangyin Zhao die bij het Institute of Biology Leiden dat ik mijn medicijn in een diermodel wilde testen. Hij doet onderzoek met zebravis-embryo’s met tumoren en wilde graag helpen.
Wanneer profiteren mensen van dit medicijn?
Zhangs promotor Sylvestre Bonnet is erg blij met de resultaten die zijn promovenda wist te behalen. Wat moet er nog gebeuren voordat het nieuwe medicijn mensen van kanker kan genezen? Bonnet: 'De eerste stap is waarschijnlijk het verkrijgen van activering met rood licht. Groen licht wordt momenteel klinisch getest op blaaskanker in Canada, maar het dringt niet erg diep door in biologische weefsels. Muis- en zebravis-tumormodellen zijn klein, dus hun tumor is ook klein, maar bij mensen hebben tumoren een andere dimensie. Idealiter zouden we rood of nabij-infrarood licht kunnen toepassen om dit soort medicijnen te activeren. Ook moeten er nog experimenten plaatsvinden om de veiligheid van de moleculen voor de hersenen aan te tonen.’
Succesvol ondanks coronapandemie
Hoewel dit artikel leest als één groot succesverhaal, ging het onderzoek zeker niet altijd van een leien dakje, zegt Zhang. ‘Ik heb veel frustraties gehad, ik denk dat een promotieonderzoek je brein echt kan trainen beter met tegenslag om te gaan.’ Bonnet heeft bewondering voor haar. ‘Ze is heel grondig en systematisch in haar werk en ook echt moedig. Ze reageerde erg veerkrachtig op de coronacrisis. Tijdens haar onderzoek kon ze haar familie enkele jaren niet zien door de pandemie, en ondanks dat is ze heel goed geslaagd. Ik ben enorm trots op haar werk.’
Tekst: Rianne Lindhout
Beeld boven artikel: Pexels