Mini-gifklieren van slang kunstmatig gekweekt

De toekomst van de slangenbeet: slangengif komt straks niet langer van de slang zelf, maar uit het lab…

UTRECHT – Slangengif produceren zónder dat er een levende slang aan te pas komt. Dat kan nu door een bijzondere ontdekking van onderzoekers van het Hubrecht Instituut voor ontwikkelingsbiologie en stamcelonderzoek, in Utrecht.

Dit instituut van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen heeft zojuist bekend gemaakt dat het mogelijk is geworden om via celkweek in het laboratorium miniatuur gifklieren van verschillende slangensoorten te maken. En dat niet alleen, deze mini-klieren produceren ook nog eens actieve gifstoffen (zogeheten ‘toxines’) die volkomen gelijk zijn aan natuurlijk slangengif.

Miniklieren

De mini-klieren worden organoids of organoïden genoemd. Deze ‘gifklier-organoïden’ kunnen worden gekweekt van verschillende slangensoorten en oneindig in het lab worden vermeerderd.

Gekweekte gifklier-organoïden. Foto-copyright: Ravian van Ineveld/Prinses Máxima Centrum.

Een spectaculaire ontwikkeling (mogelijk geworden door internationale samenwerking) – dat vindt ook de leider van het onderzoek,  geneticus prof. Dr. Hans Clevers, hoogleraar Moleculaire Genetica aan de Universiteit Utrecht en verbonden aan het Universitair Medisch Centrum Utrecht. Voor het verkrijgen van gifklierweefsel van inmiddels een flink aantal  slangensoorten kreeg Clevers hulp van tv-bioloog en reptielenexpert dr. Freek Vonk.

Geneticus Hans Clevers: Slangenfarms voor de productie van slangengif zijn eigenlijk 19e eeuws.

,,We kunnen nu gifklier-organoïden kweken van tientallen slangensoorten, er zijn er ongeveer 150 verschillende”, zegt Hans Clevers. ,,Het is niet alleen om onbeperkt over tegengif (antidotum) te kunnen beschikken wanneer mensen gebeten zijn door een slangensoort, maar mogelijk ook om nieuwe geneesmiddelen te maken. Dit gaat onherroepelijk leiden tot nieuwe ontdekkingen.”

Slangenfobie

Slangen- en hagedissenbeten doden niet alleen elk jaar meer dan 100.000 mensen, ook veroorzaken ze fysieke beperkingen bij meer dan 400.000 mensen. Bovendien is er een diepgewortelde overmatige angst voor slangen bij ontelbare mensen. Die angst heet: ofidiofobie.

Het via kweek verkrijgen van gif van reptielen in een steriel laboratorium, is een wereld verwijderd van de nog altijd geldende alledaagse praktijk, Daarbij wordt het gif rechtstreeks uit de levende slangen getapt. ‘Slangen melken’ heet dat. Hans Clevers: ,,Dat gebeurt nog altijd in slangenfarms, soms ook in het wild, waar de slangen op een speciale manier worden beetgepakt waardoor hun bek zich wijd openspert en de giftanden over de rand van een glaasje worden gedrukt, waarna hun gif vrijkomt. Maar welbeschouwd is dat een 19e-eeuwse manier van slangengif produceren… Met alle risico’s van dien voor de slangenmelker. Nú kunnen we het beter. En veiliger.”

Voor de traditionele manier waarop gif verzameld wordt, wordt de slang vastgehouden en aangespoord om in een bakje te bijten, zoals hier gedaan wordt met de Chinese neusslang, een van de soorten waarvan gifklier-organoïden gemaakt zijn. Foto-copyright: Liverpool School of Tropical Medicine

Negen slangen

Drie jonge onderzoekers uit de groep van Hans Clevers waren geïnspireerd door het succes van hun collega’s met het laten groeien van miniversies van menselijke organen in het lab. Ze vroegen zich af of dit ook mogelijk was voor reptielen, en of ze misschien ook gif konden maken in het lab. In samenwerking met slangenexperts uit Leiden, Liverpool en Amsterdam verzamelden ze gifklieren van negen verschillende slangen waaruit ze miniatuur versies van deze organen probeerden te kweken.

Niet alleen slangen dus. Door hun initiatief zijn (of worden) ook gifklieren van enkele hagedissensoorten in kweek gebracht. Zoals die van de halve meter lange Mexicaanse korsthagedis (Heloderma horridum), een middelgrote uiterst giftige hagedis met een gele of rode vlektekening die enigszins lijkt op het bekendere Gilamonster. En, de grootste hagedis ter wereld, die als een intact gebleven kleine dinosauriër uit de Oudheid wordt gezien: de drie meter grote komodovaraan (Varanus komodoensis), waarvan de beet dodelijk kan zijn door de bacteriën die dan vrijkomen in het weerloze slachtoffer. En over ‘lang geleden’ gesproken: de slang is het symbool van de Griekse godheid van geneeskunde en genezing, Asclepius.

De nieuwe technologie van het kweken van mini-gifklieren maakt het volgens de Hubrecht-onderzoekers in de toekomst wellicht mogelijk om zowel de rampzalige gevolgen van slangenbeten te verminderen, alsmede de geheimen van gif beter te begrijpen. De resultaten van de bijzondere studie zijn zojuist (donderdag 23 januari) gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Cell. 

Tegengif en medicijnen

Het Hubrecht Instituut meldt in een communiqué: ,,De ontdekkingen van de onderzoekers hebben mogelijk verreikende gevolgen. Gif dat wordt gemaakt door gifklier-organoïden kan wellicht worden gebruikt voor het maken van tegengif, of voor het ontwikkelen van nieuwe medicijnen gebaseerd op componenten uit het gif. Verder onderzoek is momenteel gaande om deze toepassingen verder te ontwikkelen. Het feit dat de onderzoekers voor het eerst organoïden van reptielen konden kweken, betekent bovendien dat weefsels van andere gewervelden (bijvoorbeeld hagedissen, of vissen) wellicht ook op deze manier gekweekt kunnen worden. De onderzoekers hebben recent een grote samenwerking opgezet om organoïden te kweken van 50 giftige reptielen, slangen en andere giftige dieren samen met reptielenexpert Freek Vonk van het Naturalis Biodiversity Center. Yorick Post (Hubrecht Instituut): ,,Het is ongelooflijk om te zien dat wat begon met onze nieuwsgierigheid naar het kweken van gifklier-organoïden veranderde in een techniek met veel mogelijke toepassingen voor het verbeteren van de gezondheidszorg.”Geneticus prof. dr. Hans Clevers. Foto-copyright: Hubrecht Instituut