Geneesmiddelen worden al duizenden jaren uit natuurlijke bronnen gehaald, vooral planten. De laatste decennia kijken wetenschappers ook steeds nadrukkelijker naar de immense biodiversiteit onder water.

De eenvoudige zeespons kan daarbij op bijzondere aandacht rekenen, als “kampioen” in de ontwikkeling van moleculen. Zeesponzen produceren allerlei stoffen om roofdieren af te schrikken, te communiceren met hun buren of om algen en bacteriën af te schudden.

Ze zijn verbazingwekkend divers, met meer dan negenduizend gekende soorten in allerlei vormen, soorten en kleuren – van onooglijk en banaal tot enorme varianten die riffen bouwen. Vaak zien ze eruit als een “blob” poreus weefsel op de zeebodem, en zo komen ze aan hun naam.

Primitief

Zeesponzen zijn bij de meest primitieve soorten ter wereld en ze missen organen of complexe weefsels. Zonder fysieke en mechanische attributen om te vluchten (zoals vinnen of benen), aan te vallen (stekels) of zichzelf te beschermen (een schaal) zijn ze geëvolueerd om te overleven dankzij chemische stoffen. En inmiddels is gebleken dat sommige van die stoffen waardevolle eigenschappen hebben voor de mens, tegen kanker of microbiële infecties.

Dergelijke ontdekkingen hebben een aanzienlijke interesse aangewakkerd in de therapeutische mogelijkheden van chemicaliën in zeesponzen.

Mauritius

En daar komt mijn moederland, Mauritius, in het verhaal. Mauritius telt een hele waaier aan zeesponzen, en daarmee ook heel wat mogelijkheden om bioactieve middelen te ontdekken.

Ik haalde mijn PhD in toegepaste Marine Biochemie aan de Universiteit van Mauritius en werkte er met collega’s Ranjeet Bhagooli, Theeshan Bahorun, Vidushi Neergheen en wijlen Alexander Kagansky aan een studie rond het potentieel van de soort Neopetrosia exigua in de strijd tegen kanker.

We hebben net een onderzoek gepubliceerd waaruit blijkt, voor het eerst, dat de chemicaliën die N. exigua produceert de capaciteit hebben om leverkankercellen selectief te doden, met minimale schade aan normale cellen. Op basis van die resultaten stellen we dat de zeespons het potentieel heeft om minder toxische geneesmiddelen te ontwikkelen tegen leverkanker.

Onze studie is maar de eerste stap in een lang proces van biologisch onderzoek. Er zijn nog heel wat stappen nodig, en het hele proces tussen de ontdekking van een bioactief middel en een echt medicijn kan al snel vijftien tot twintig jaar duren.

Hoe het werkt

Ook voor we de studie begonnen was al geweten dat Neopetrosia een rijke bron van nieuwe bioactieve bestanddelen was, maar er was nog niet veel bekend over het effect op kankercellen.

Voor ons onderzoek doken we eerst naar de koraalriffen van Mauritius om een specimen te vinden. Wat is er beter als werkomgeving voor een gepassioneerde liefhebber van de zee dan een van de meest ongerepte mariene ecosystemen ter wereld?

Toen we eenmaal ons staal hadden, werd de spons in het laboratorium zorgvuldig verwerkt om verschillende extracten te verkrijgen die verschillende natuurlijke producten bevatten. Die extracten werden aan de Universiteit van Edinburgh getest op hun effecten tegen een panel van verschillende menselijke kankercellijnen. Die cellijnen zijn groepen cellen afkomstig van levende organismen, die in het laboratorium kunnen blijven groeien en delen. Wetenschappers gebruiken ze om te leren hoe cellen functioneren, om nieuwe medicijnen te testen en om uit te zoeken hoe ziekten zich gedragen.

We testten ook de effecten van de extracten op niet-kankercellen, om te zien hoe giftig ze waren voor normale cellen. Dat is vooral interessant omdat sommige behandelingen tegen kanker zonder onderscheid dna-schade veroorzaken en dus zowel kankercellen als normale cellen doden. Kankerpatiënten die zo’n behandeling ondergaan, kunnen last krijgen van schadelijke bijwerkingen als misselijkheid, bloedarmoede, vermoeidheid, haaruitval of infecties.

Eiwitten

We ontdekten dat één bepaalde stof het vermogen had om selectief leverkankercellen te doden bij zeer lage doses, terwijl ze nauwelijks toxisch was voor normale cellen.

En we hebben gezien hoe dat in zijn werk ging: de stof activeerde verschillende eiwitten die leidden tot de afbraak van de leverkankercellen via een geprogrammeerd proces van celdoding dat “apoptose” wordt genoemd. Dat proces helpt de gezondheid en het evenwicht in een organisme te bewaren door ongewenste of potentieel schadelijke cellen te verwijderen. Wanneer apoptose niet goed functioneert, kunnen deze schadelijke cellen blijven groeien en delen, waardoor een tumor kan ontstaan.

Om te weten of de stof ook effectief bruikbaar is in de geneeskunde, moeten we nu de natuurlijke bestanddelen vinden die verantwoordelijk zijn voor de antikankeractiviteit, met behulp van geavanceerde technieken zoals chromatografie en massaspectrometrie.

Dat kan dan weer de weg bereiden voor toekomstige experimentele diermodellen, om de werkzaamheid en toxiciteit verder te onderzoeken. Pas als die stap succesvol is, gaan de tests verder met mensen in klinische onderzoeken.

Milieubescherming

Maar er zijn niet alleen implicaties voor de strijd tegen kanker. Wetenschappelijke ontdekkingen over de farmacologische eigenschappen van Mauritiaanse zee-organismen kunnen ook de wetenschappelijke zoektocht naar mariene organismen rond Mauritius stimuleren, en het duurzaam gebruik van de oceaanbronnen op Mauritius bevorderen. Het creëert ook een extra reden om de mariene biodiversiteit van het land te beschermen.

De zeespons Neopetrosia exigua komt in grote delen van de Indische Oceaan, de Atlantische Oceaan (Caribische Zee) en de Stille Oceaan voor. Maar op Mauritius is het aantal de afgelopen jaren aanzienlijk afgenomen, als gevolg van een voortdurende stijging van de oceaantemperaturen.