21 jun 2019 | Verhaal

De sleutelrol van suikers bij het immuunsysteem

De NWO heeft vandaag bekendgemaakt dat Yvette van Kooyk, hoogleraar Moleculaire celbiologie en Immunologie van Amsterdam UMC, de Spinozapremie krijgt. De NWO-Spinozapremie is de hoogste onderscheiding in de Nederlandse wetenschap. Medisch bioloog Yvette van Kooyk ontrafelt de manier waarop het immuunsysteem ontregeld raakt bij het ontstaan van kanker, auto-immuunziekten zoals reuma en multiple sclerose, allergieën en infectieziekten zoals hiv. Daarbij maakt ze gebruik van nieuwe nanotechnologieën om immunotherapieën te ontwikkelen. Voor haar werk ontvangt de hoogleraar en afdelingshoofd Moleculaire celbiologie en Immunologie bij Amsterdam UMC in 2019 een Spinozapremie van 2,5 miljoen euro.

Hoe bent u in dit vak terechtgekomen?

‘Als middelbare scholier wilde ik eerst geneeskunde gaan doen, maar rond het eindexamen merkte ik dat bijna iedereen dat wilde. Daarom koos ik voor medische biologie, destijds een nieuwe studierichting. Immunologie vond ik eerst een moeilijk vak, maar toen ik eenmaal als stagiair aan de slag ging en de eerste resultaten zag, greep het me enorm. Dan kom je in een stroomversnelling. Alles viel op zijn plek. Ik houd erg van het ontrafelen en puzzelen dat erbij hoort. Ik wil vooral heel graag weten hoe het menselijk lichaam in elkaar zit en hoe je die kennis kunt gebruiken om patiënten te genezen.’

Wat maakt de immunologie zo’n mooi vak?

‘De immunologie is multi-inzetbaar. Ons immuunsysteem is bij elke ziekte betrokken. Wie zich verdiept in de communicatie tussen cellen van het immuunsysteem, gaat heel veel begrijpen. Bij kanker is het immuunsysteem ontregeld: de tumorcellen horen door het afweersysteem opgeruimd te worden, maar dat gebeurt niet. Bij auto-immuunziekten als multiple sclerose en reuma is het immuunsysteem juist overactief: je afweer valt je eigen lichaam aan. Ook bij allergieën is je afweer ontregeld: dan reageert je lichaam overmatig op stoffen van buitenaf. Bij infectieziekten zoals hiv reageert je afweersysteem juist te weinig op ziekteverwekkers. Je afweersysteem is bij al die ziekten betrokken en de communicatie tussen cellen van het immuunsysteem bepaalt hoe ziek je wordt. We werken nu aan immunotherapie. Het idee daarachter is je afweersysteem een extra zet te geven, de goede kant op. Bij kanker geef je het afweersysteem extra aanvalskracht. Bij allergie zet je immunotherapie juist in om de afweer te remmen.’

 U heeft ontdekt dat suikermoleculen een sleutelrol spelen, een extra dimensie geven in de communicatie tussen immuuncellen.

‘Dat klopt. Op de eiwitten in ons lichaam zitten gespecialiseerde suikermoleculen als een soort vlaggetjes, ter herkenning. Veel wetenschappers dachten jarenlang dat die vlaggetjes op de cellen vooral versiering van het molecuul zijn, maar ze blijken een sleutelrol te spelen bij de ontregeling van de afweer. Er bestaan “goede suikers”, die het immuunsysteem prikkelen om in actie te komen en ziekteverwekkers uit te schakelen of tumorcellen aan te vallen. En daarnaast zijn er “slechte suikers” die de afweer uitzetten. Ziekteverwekkers en tumorcellen bedienen zich heel sluw daarvan en gebruiken het als vermomming. Met zo'n vlaggetje versierd zien ze er vertrouwd uit, als goede lichaamseigen cellen. Zo sluipen ze als een paard van Troje het lichaam binnen, misleiden het immuunsysteem, gaan zich ongebreideld delen en maken je ziek. Het mooie aan de immunologie is dat je inzichten uit bijvoorbeeld kankeronderzoek kunt toepassen bij allergiepatiënten, en omgekeerd. Je zou allergie actief kunnen bestrijden door immuunremmende suikers toe te passen.

We kennen inmiddels hele families van suikers (glycanen, red.). We doen veel onderzoek naar de manier waarop zij gevormd en herkend worden. Dat laatste gebeurt via speciale receptoren op de immuuncellen.’

 U bent de grondlegger van een heel nieuw vakgebied, de glyco-immunologie.

‘In 2000 deed ik onderzoek naar dendritische cellen. Dat zijn belangrijke cellen in het immuunsysteem, die de afweer aan en uit kunnen zetten. Toen ontdekte ik een receptor die bepaalde glycanen herkent en bindt en die het hiv-virus bij zich draagt. Zo bindt het hiv-virus zich aan cellen uit het immuunsysteem en misleidt ze, zodat het afweersysteem niet aanslaat en iemand ziek kan worden. Het was erg verrassend om te zien hoe dat in elkaar steekt.

Inmiddels zijn er verschillende families van receptoren bekend, die verschillende suikerstructuren kunnen herkennen en binden. Dat heeft een enorme impact, zij geven een nieuwe dimensie aan de communicatie in de afweer. Je vindt ze terug bij kanker, bij allergie, bij allerlei ziekten. Ook virussen en bacteriën die ons lichaam binnendringen, vermommen zich met een “suikerjas”. Dat zegt al genoeg. Het is blijkbaar al een heel oud mechanisme in de evolutie.’

 In hoeverre begrijpt u nu hoe het werkt?

‘Je zou hier met miljoenen mensen aan kunnen werken, net als aan DNA. Er is een enorme variatie aan suikers. Ik gebruik wel eens een beeldspraak: als onze aardbol een cel zou zijn, dan zijn de bomen op aarde de receptoren en de boomblaadjes al die suikermoleculen ofwel glycanen. Al die soorten ontrafelen, is een monnikenwerk. Ik heb een andere benadering gekozen. Mijn team bestudeert alleen die suikerprofielen die de communicatie in de afweer doen veranderen en ontrafelt het systeem van daaruit. Dan hou je nog een heleboel andere suikers over, die ongetwijfeld ook allerlei andere functies hebben.’

 In 2006 heeft u een biotechbedrijf opgericht. Wat wilt u bereiken?

‘Ik heb verschillende patenten verworven die ik graag wil gebruiken. Ik heb zowel patenten op immunostimulerende als op immunoremmende suikers. Voor allergie hopen we binnen een jaar of zes een therapie te lanceren, een soort vaccin dat het immuunsysteem afremt. Op de lange duur hopen we ook een therapie tegen kanker te ontwikkelen, maar dat is om allerlei redenen veel lastiger. We denken dan aan een soort vaccin dat je in een beginnend stadium van kanker zou toedienen om het immuunsysteem een boost te geven en de ziekte te bestrijden. Als het immuunsysteem eenmaal goed op gang is, blijft het wel gaan. Het lastige is echter dat de tumorcel steeds weer een andere draai vindt en een nieuwe vermomming aanneemt. Om een goede balans te vinden, zul je immunotherapie vaak moeten combineren met andere behandelingen, zoals bestraling of chemotherapie om de tumor te verkleinen en dat maakt het onderzoek lastig. Die combinatietherapie is sterk in opkomst.

 We gebruiken ook suikerprofielen als diagnostische test van tumoren. We onderzoeken daarvoor kleine stukjes weefsel, biopten. Daarbij ontdekken we grote verschillen tussen individuele kankerpatiënten. Bij de één is het immuunsysteem veel meer onderdrukt dan bij de ander. Die kennis kan bijdragen aan meer gepersonaliseerde behandeladviezen. Dankzij de snelle ontwikkeling van big data-onderzoek in ons eigen lab krijgen we meer inzicht in de individuele patiënt. De arts weet dan beter welke behandeling je moet geven en of die zal aanslaan of niet. Hier is heel veel behoefte aan. Er zijn wel statistieken over de gemiddelde kans dat een medicijn aanslaat, maar als individu weet je nooit waar je zelf staat en wat je eigen kansen zijn.’

U bent optimistisch gestemd?

‘Ja. Maar dat ben ik altijd.’

 In uw lab staat u bekend als een rolmodel voor vrouwen.

‘Misschien wel ja. Toen ik begon, was het voor vrouwelijke onderzoekers nog heel ongebruikelijk om kinderen te krijgen, daar kon je beter je mond over houden. Maar mijn voorgangster was ook al een vrouw. Zij heeft de komst van meer vrouwen op de afdeling al sterk gestimuleerd. Van de acht hoogleraren in het team zijn er nu vijf vrouw. Ik ben nu zelfs wel eens op zoek naar extra mannen. Leuk is ook dat wij een heel internationaal lab hebben. We trekken studenten, promovendi en post-docs van over de hele wereld aan. Spanje, Portugal, Griekenland, Turkije, Argentinië, Uruguay, ze komen overal vandaan, want Amsterdam loopt voorop in dit veld.’

 Wat bracht u op het idee om de korte film Glycotreat te maken?

‘Dat was een soort brainwave. Ik had net een review geschreven en geconstateerd dat we voor een doorbraak in ons vakgebied staan. Het verhaal van hoe suikers een rol spelen bij kanker, wilde ik heel erg graag aan een breder publiek vertellen. Daarom heb ik een filmbedrijfje ingeschakeld. Onze film heeft op het Filmfestival in Cannes de eerste prijs gewonnen voor de beste populair-wetenschappelijke korte film. Onze afdeling is graag bezig om de wetenschap kunstzinnig voor het voetlicht te brengen, er hangen ook artistieke foto’s van onze apparatuur aan de muur. Bij mij wil het oog altijd ook wat.’

 Hebt u al plannen om de Spinozapremie te besteden?

‘Jazeker. Meer onderzoek, uiteraard. Maar ik zou de immunologie ook graag meer op de kaart zetten als vakgebied. Bij kanker- of reuma-onderzoek hebben mensen meteen een beeld. Immunologie is veel lastiger voor het voetlicht te brengen. In Amerika heeft dit vakgebied veel meer maatschappelijk aanzien. Ik zou graag een sterk netwerk van glyco-immunologen opbouwen, zodat wij elkaar wat vaker kunnen ontmoeten en inspireren. Ook wil ik ons onderzoek graag sterker verbinden aan de klinische praktijk. En ik zou graag kunstenaars inschakelen om op een andere manier, buiten je eigen wetenschappelijke comfortzone, aan een breder publiek te laten zien wat immunologie omvat, waar de wetenschap aan werkt. Er is zoveel perspectief!’

De feestelijke uitreiking van de Spinozapremies en Stevinpremies vindt plaats op woensdag 2 oktober in de Koninklijke Schouwburg in Den Haag.

 

Tekst: Marion de Boo
Foto: NWO, fotografie Studio Oostrum/Hollandse Hoogte