Plantistoffen
Groene bladeren als snelle medicijnfabriek

- Zoom
- Planten streven dierlijke cellen ineens ver voorbij als leverancier van antistoffen.
Planten gaan een grote toekomst tegemoet als leveranciers van menselijke antistoffen. Met hulp van twee vreedzaam samenlevende virussen en een bacterie blijken ze in staat om snel veel van deze stoffen te maken. Planten produceren nu grammen in plaats van milligrammen, binnen weken in plaats van jaren.
Onderzoekers van Icon Genetics en Bayer BioScience hebben een ontdekking gedaan die hun bedrijven waarschijnlijk miljarden euro’s gaat opleveren. Ze vonden een nieuwe manier om antistoffen (of antilichamen, net wat u wilt) te maken. Het gaat plotseling veel goedkoper en sneller. Dat zal allerlei onderzoek flink versnellen en misschien tijdig ingrijpen mogelijk maken bij een pandemie of een bioterroristische aanslag, schrijven Yuri Gleba en collega’s in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. En het kan de productie van veel peperdure medicijnen drastisch goedkoper maken, zou je denken. Maar daarover schrijven ze niet.
Antistoffen zitten overal in uw lichaam. Vele miljarden, in ongeveer een miljoen verschillende versies, die u allemaal zelf gemaakt heeft. Ze zijn te vergelijken met rondslingerende sleutels die op zoek zijn naar een slot. Sommige zitten aan afweercellen vast, andere zwerven los rond. Komen ze een passend slot tegen, dan hechten ze zich eraan. Dat slot kan bijvoorbeeld op een bacterie of een virus zitten, of op een kankercel. Met z’n allen kunnen ze invasies van ziekteverwekkers afslaan en afweercellen tot massale actie aanzetten of hun activiteit juist afremmen.
Omdat ze zo precies op hun doel aangrijpen, worden kunstmatig gemaakte antistoffen tegenwoordig ook ingezet als medicijnen. Zulke monoklonale antistoffen – monoklonaal betekent dat ze allemaal identiek zijn - worden gebruikt tegen reuma, afstotingsverschijnselen na orgaantransplantaties, ontstekingsziekten en allerlei soorten kanker. Hun stofnaam eindigt meestal op –mab, de afkorting voor monoclonal antibody.
Deze klasse van medicijnen is peperduur: duizenden euro’s per gram. De gemiddelde behandeling kost zo’n vijftienduizend euro per jaar. Wereldwijd werd vorig jaar voor ongeveer vijftien miljard euro aan monoklonale antilichamen verkocht, bijvoorbeeld de middelen trastazumab (Herceptin, tegen borstkanker) en infliximab (Remicade, tegen reuma).
De kosten zijn zo hoog, zeggen de fabrikanten, omdat het erg lastig is om grote hoeveelheden zuivere antistoffen te maken met precies de goede eigenschappen. Er zijn genetisch aangepaste dierlijke cellen voor nodig en het kost veel tijd en moeite om de gewenste antistoffen daaruit te halen. Planten maken dit soort stoffen van nature niet, maar na enig genetisch gegoochel kunnen ze het wel.
Zulke aangepaste planten waren echter nooit efficiënter dan de dierencellen. Antistoffen bestaan uit twee typen eiwitketens, een zware en een lichte, en het wilde maar niet lukken om die tegelijk in de plantencellen te laten aanmaken. Tot nu. Met de techniek die Yuri Gleba en zijn collega’s beschrijven, liggen de planten ineens mijlenver op de zoogdiercellen voor.
De grote stap vooruit is mogelijk geworden doordat de onderzoekers twee verschillende virussen gingen gebruiken, die elkaar niet in de weg zitten. Virussen infecteren cellen en nemen er de macht over, zodat de cel veel nieuwe virusbouwstenen gaat maken. Meestal dulden ze geen ander virus in dezelfde cel, maar het tabaksmozaïekvirus en het aardappelvirus X bleken wél samen te kunnen wonen. Het tabaksvirus kreeg het recept voor de zware eiwitketen van de antistof ingebouwd, het aardappelvirus had het DNA van de lichte keten aan boord.
Met een bacterie werden de twee virussen, of eigenlijk hun genen, naar binnen gesmokkeld bij tabaksplanten, gewoon door een bacteriebrouwsel op de bladeren te druppelen. Ruim tachtig procent van de plantencellen maakte vervolgens de beide eiwitten, die zich spontaan verenigden tot de antistof waar het allemaal om draaide. Dit bleek veel op te leveren: tot een halve gram antistof per kilo plant, te oogsten binnen twee weken. Eerdere methoden kwamen niet verder dan enkele milligrammen per kilo. Dat duurde bovendien minstens twee jaar, omdat de planten eerst genetisch moesten worden aangepast en dan pas konden worden opgekweekt en vermeerderd.
De nieuwe methode is dus een grote stap voorwaarts, schrijven Andrew Hiatt en Michael Pauly in een commentaar bij dit onderzoeksartikel. Ook al omdat hij veiliger is. Er ontstaan namelijk geen genetisch veranderde planten bij, omdat het virus-DNA niet blijvend wordt ingebouwd in de cellen. Bovendien zijn er veel minder planten nodig, waardoor het mogelijk wordt om ze in een klein kasje te telen in plaats van op een uitgestrekt veld.
Elmar Veerman
Anatoli Biritch, Yuri Gleba e.a.: ‘Rapid high-yield expression of full-size IgG antibodies in plants by using noncompeting viral vectors’, PNAS Early Edition, 5 september 2006
Andrew Hiatt en Michael Pauly: commentaar bij Giritch et al., PNAS