Smart Medicine en Chiraliteit

In 2016 won Ben Feringa de Nobelprijs voor Scheikunde voor het revolutionaire ontwerp van een nanomotor: een moleculaire machine die vele malen dunner is dan een menselijke haar.

Moleculaire machines zijn extreem kleine motoren die tot baanbrekende vernieuwing kunnen leiden op het gebied van slimme materialen, medische technologie of energieopslag.

Dankzij de schenking van een anonieme donateur maakt het UEF een nieuw project mogelijk voor professor Feringa dat voortbouwt op zijn bekroonde werk. Het nieuwe project bestaat uit twee onderdelen:

1: Chiraliteit: het mysterie van de oorsprong van leven

2: Fotofarmacologie: nieuwe toepassingen van slimme medicijnen

Moleculen zijn de bouwstenen van alle stoffen die we kennen. Ze zijn ook chiraal, afgeleid van het Griekse woord “cheir” voor hand. Iedere molecuul komt voor in twee varianten die elkaars spiegelbeeld zijn, net als onze eigen handen.

Veel moleculen in het menselijk lichaam zijn echter linkshandig (DNA en suikers) óf rechtshandig (eiwitten): ze hebben een natuurlijke voorkeur voor één kant. Dit fenomeen heet homochiraliteit en wordt ook wel de handtekening van leven genoemd.

Homochiraliteit is cruciaal voor het functioneren van ons lichaam: het herkennen van moleculen, het verwerken van informatie, of het aanmaken van nieuwe cellen zou anders niet mogelijk zijn.

Het is ook één van de grootste mysteries voor de wetenschap: niemand weet waarom de essentiële bouwstenen van het leven óf links- óf rechtshandig zijn. Een antwoord op deze vraag zou enorm veel nieuwe mogelijkheden opleveren voor innovaties in medische technologie, bouwtechniek of verduurzaming in de chemische industrie.

Slimme medicijnen worden gezien als de geneesmiddelen van de toekomst. Ze bevatten bioactieve stoffen die in- en uitgeschakeld kunnen worden met behulp van licht.

Professor Feringa is wereldwijd een pionier op dit gebied: hij ontwikkelde in 2011 al antibiotica die aan- en uitgezet kunnen worden. Dit maakt een veel effectievere behandeling mogelijk omdat de werking precies kan worden ingezet op de plek waar een ontsteking zich bevindt. Op vergelijkbare wijze zou in de toekomst een medicijn ontwikkeld kunnen worden dat met hoge precisie tumorcellen kan bestrijden.

Ook het moment waarop een medicijn actief wordt kan met deze technologie vooraf worden bepaald. Dit onderzoek van professor Feringa maakt bijvoorbeeld een behandeling met chemotherapie denkbaar zonder de ingrijpende bijwerkingen die daarbij horen.