De kennis over hoe het lichaam op het meest fundamentele niveau werkt, neemt razendsnel toe. Dat niveau is het ‘proteoom’, de miljarden eiwitten waaruit onze lichaamscellen zijn opgebouwd: hypercomplexe moleculen die de machinerie van het leven vormen. De wetenschap is voor het eerst in staat om het lichaam in principe elk mogelijk eiwit te laten produceren dat het wil. Bevinden we ons op de drempel van een nieuw tijdperk, nu we op het punt staan om de eiwitcode te kraken? Vaarwel genetics, welkom proteomics?
Honderden miljoenen mensen zijn in 2021 ingeënt tegen covid-19 met mRNA-vaccins zoals die van Pfizer/BioNTech en Moderna. Een vaccin dat het lichaam aanzet tot de productie van het spike-eiwit van het corona virus. Tien jaar geleden hadden we de technologie nog niet gehad om zo razendsnel een virus-eiwit in kaart te brengen en op basis daarvan een mRNA-vaccin te ontwerpen. En dit is nog maar het begin.
Toen wetenschappers achttien jaar geleden het menselijk genoom decodeerden, dachten we veel geheimen van hoe het leven en biologie werkt in één klap te kunnen ontsluiten. Echter niet het DNA, maar de eiwitten in ons lichaam doen het echte werk. Zij houden onze lichaamscellen gezond of beter gezegd, eigenlijk zijn wij ‘eiwitmachines’.
Proteomics, de kennis van de eiwitmachine
De kennis van die eiwitten en de kennis over het gebruik ervan in de geneeskunde is razendsnel gegroeid. De techniek werd dit keer ingezet om er voor te zorgen dat het immuunsysteem antilichamen tegen covid-19 ging produceren. Maar deze ‘eiwittechnologie’ kan ook gebruikt worden voor het bevorderen van de aanmaak van enzymen die in het lichaam ontbreken, van eiwitten die beschadigd hartweefsel herstellen of eiwitten die kankercellen aanpakken.
Kennis van de ruimtelijke structuur van eiwitten is van groot belang om de werking van een eiwit echt te doorgronden. Jarenlang was het monnikenwerk om de ruimtelijke structuur van eiwitten in kaart te brengen. Ze zien er op molecuulniveau namelijk nogal ingewikkeld uit en tot voor kort konden we dan ook niet berekenen hoe ze eruit zien als het lichaam ze aanmaakt. Eind vorig jaar lukte het om met behulp van Kunstmatige Intelligentie de 3D-structuur van eiwitten te voorspellen. Dat ging ineens zo snel dat de afgelopen maanden de 3D structuren van alle menselijke eiwitten online zijn gezet. Daardoor moet het mogelijk worden om razendsnel nieuwe ‘eiwitmedicijnen’ te ontwerpen.
Ondertussen is het regelmatig testen van onszelf voor velen heel gewoon geworden. Nu is dat nog vooral op eiwitten van het coronavirus, maar waarom straks niet op veel meer? In de VS steken venture capitalists miljarden in Proteomics-startups die door het scannen van bloed, urine of speeksel op eiwitten een haarscherp beeld krijgen van je algehele gezondheid. Bevinden we ons op de drempel van een nieuw tijdperk?
Met o.a. Albert Heck (hoogleraar Proteomics en oprichter Heck Lab Utrecht), John Moult (hoogleraar University of Maryland en oprichter eiwitvouwwedstrijd CASP), Ellen Zhong (informatica bij MIT & DeepMind en ontwerper CryoDRGN), Andrea Maier (gerontoloog VU en het Centre for Healthy Longevity in Singapore) en Henry van den Bedem (wiskundige Stanford University & AI-pharma startup Atomwise Inc).
