Ontwikkeling van geneesmiddelen kan boost krijgen dankzij onderzoek bij UA

ANTWERPEN – Aan de basis van elk efficiënt geneesmiddel liggen moleculen. Wetenschappers voorspellen geregeld veelbelovende nieuwe bouwsteentjes voor deze moleculen, maar de omzetting naar de praktijk is een zeer grote uitdaging en daar loopt het vaak mis. Onderzoekers van UAntwerpen bedachten een methode gebruikmakend van katalyse. Het kan de ontwikkeling van geneesmiddelen een boost geven.

Geneesmiddelen zijn voor het grootste deel organische moleculen bestaande uit koolstof-, waterstof-, stikstof- en zuurstofatomen. Wetenschappers komen via computermodellen geregeld veelbelovende moleculen op het spoor, maar in de praktijk is de omzetting naar een effectief geneesmiddel moeilijk of onmogelijk. Er is een grote beperking in wat praktisch toegankelijk is in de ‘chemische ruimte’, bestaande uit alle mogelijke organische moleculen.

Prof. Bert Maes, Francqui onderzoeksprofessor bij het Departement Chemie op UAntwerpen Campus Groenenborger en woordvoerder van het onderzoeksexcellentieconsortium CASCH: ‘Het is te vergelijken met ruimteonderzoek: de ruimte is oneindig groot en we weten slechts over een klein stukje iets. We hebben een sterk vermoeden dat een planeet met leven zoals op de aarde wel degelijk ergens bestaat in de ruimte. Alleen hebben we ze nog niet ontdekt.’

De geneesmiddelen die we kennen, zijn voor een groot deel ‘vlak’ zoals een pannenkoek. Het inzicht dat de derde dimensie essentieel is om de werking en efficiëntie te verbeteren (selectiviteit, oplosbaarheid in water en vetten, stabiliteit) is pas recenter gekomen, wat extra syntheseuitdagingen met zich meebrengt. 3D-geneesmiddelenontwikkeling wordt dus sterk belemmerd door wat in de praktijk mogelijk is om chemisch te maken.

Maes: ‘Dit moet in een beperkt aantal stappen kunnen om grote aantallen organische moleculen te synthetiseren. Dit kan vergeleken worden met een sleutel (= de bouwsteen) waar de tanden (= decoratie) bepalen welk slot je kan openen. Je hebt een heel groot aantal sleutels nodig met een verschillende decoratie om net de juiste te vinden om je slot (= waar je op inwerkt voor behandeling van de ziekte) te openen. Als het maken van je sleutels niet efficiënt is, vind je nooit de juiste, want je kan er gewoon niet genoeg maken.’

Innovaties vanuit de organische synthesechemie zijn cruciaal en een hoeksteen in moderne geneesmiddelenontwikkeling. Synthesechemie omvat de ontwikkeling van geavanceerde methoden die selectief nieuwe chemische bindingen kunnen maken en breken. In de afdeling Organische Synthese van de Universiteit Antwerpen wordt onderzocht hoe complexe moleculen efficiënt kunnen gemaakt worden.

De Antwerpse onderzoekers ontdekten een methode gebaseerd op katalyse. Katalysatoren worden niet verbruikt en kan je in kleine hoeveelheden toevoegen om specifieke bindingen te maken en te breken. Katalyse is cruciaal voor de chemische industrie, waar 90 procent van de commercieel geproduceerde chemicaliën bereid worden door gebruik te maken van een katalysator. Maes: ‘Door palladium en koper te combineren konden er uit eenvoudige en zeer goed beschikbare grondstoffen in één stap complexe stikstofhoudende moleculen worden bekomen (= gedecoreerde bouwstenen). We werden al gecontacteerd door bedrijven met concrete vragen.’ (EM / Foto Universiteit Antwerpen)

 

Related post