De prestigieuze Heinekenprijs voor Geneeskunde gaat dit jaar naar Peter Carmeliet voor zijn baanbrekend onderzoek naar de stofwisseling van endotheelcellen, de bouwstenen van onze bloedvaten.
Een mulitidisciplinair team onder leiding van prof. Peter Carmeliet (VIB – KU Leuven) slaagde erin om verschillende eiwitten te identificeren die een sleutelrol spelen in de groei en werking van onze bloedvaten. Op termijn kan dat leiden tot nieuwe behandelingen voor bloedvatgerelateerde aandoeningen zoals kanker en ernstige oogaandoeningen.
Hoe bepalen endotheelcellen, de bouwstenen van onze bloedvaten, of een bloedvat zich normaal of abnormaal gedraagt?
PC: ‘Kankercellen hebben zuurstof en suikers nodig om te groeien. Omdat die worden aangebracht door het bloed, gaan kankercellen stoffen afgeven die de groei van bloedvaten stimuleren. Om die bloedvaten te kunnen vormen, hebben endotheelcellen bouwstenen en energie nodig.’
‘Wat wij hebben gevonden, is dat je bij bloedvatgerelateerde aandoeningen zoals kanker en ernstige oogaandoeningen bepaalde stappen in de stofwisseling van endotheelcellen kunt blokkeren waardoor bloedvaten minder groeien.’
‘Andersom geldt ook dat als je een tekort hebt aan bouwstenen en energie, de stofwisseling van endotheelcellen niet goed meer werkt en ook die cellen dysfunctioneel worden. Daardoor krijg je verschillende soorten complicaties, zoals stollingen, die je vaak ziet bij mensen met suikerziekte of atherosclerose.’
U deed een aantal baanbrekende ontdekkingen over het metabolisme van endotheelcellen. Welke gevolgen hebben ze?
PC: ‘Onze eerste paper ging over glutamine-synthase, het enzyme dat glutamine aanmaakt wat je nodig hebt om bijvoorbeeld DNA te maken. We ontdekten dat dat enzyme op een totaal ongekende en onverwachte manier werkt. Het speelt een belangrijke rol bij de vorming van bloedvaten, maar alleen als die nieuw zijn, veel minder bij bloedvaten die al gevormd zijn. Dat is ideaal voor therapie, want bloedvaten van volwassenen zijn normaal quiescent, wat betekent dat ze alleen maar beginnen te groeien wanneer er iets mis gaat en er bijvoorbeeld sprake is van kanker of oogziekten. Glutamine-synthetase wordt dan meer actief om de cellen beter te doen bewegen en beter nieuwe bloedvaten te vormen.’
‘Daarnaast hebben we ontdekt dat wanneer endotheelcellen quiescent worden en dus niet meer groeien, ze vetzuren nodig hebben om gezond te blijven. Want doordat bloedvaten zuurstof vervoeren, worden endotheelcellen constant blootgesteld aan de hoogste zuurstofconcentraties in het lichaam. Dat geeft aanleiding tot oxidatieve stress waartegen de endotheelcellen zich kunnen beschermen door vetzuren te verbranden. We hopen uiteraard dat die ontdekking ook belangrijk kan zijn voor de behandeling van patiënten die gewoon oud worden of diabetes, atherosclerose of sepsis krijgen. Want ook daarbij krijgen endotheelcellen meer oxidatieve stress en gaan ze steeds slechter werken. Door hen te behandelen met de eindproducten van verbrande vetzuren, kunnen we hun endotheelcellen functioneler houden en zullen die aandoeningen minder cardiovasculaire complicaties zoals stollingen geven.’
‘In een derde artikel hebben we aangetoond dat fatty acid synthase, het enzyme dat die vetzuren aanmaakt, ook een doelwit kan zijn om pathologische bloedvatgroei af te remmen. Niet door het aanmaken van nieuwe vetzuren, wat we tot nu toe dachten, maar door een totaal nieuw werkingsmechanisme dat gebaseerd is op posttranslationële modificatie, de wijziging van een eiwit nadat het al gevormd is. Wanneer we fatty acid synthase onderdrukken, zien we dat de endotheelcellen nog altijd vetzuren kunnen opnemen, maar dat mTOR, een eiwit dat een heel belangrijke rol speelt bij de vorming van nieuwe bloedvaten, minder goed kan worden gewijzigd. Daardoor gaat het minder goed functioneren en kunnen de bloedvaten minder goed groeien.’
‘Ten slotte ontdekten we dat wanneer we in de endotheelcellen een eiwit blokkeren dat belangrijk is voor de synthese van het aminozuur serine, de endotheelcellen niet meer kunnen groeien en geen nieuwe bloedvaten meer kunnen maken.’
Uw ontdekkingen kunnen de behandeling van kanker en ernstige oogaandoeningen veranderen. Hoe zit het met andere ziektes?
PC: ‘Voorlopig zijn deze bloedvatgerelateerde aandoeningen de enige waarvoor we de middelen testen, omdat ze bij deze ziekten het gemakkelijkst te onderzoeken zijn bij proefdieren op korte termijn. Ook in de kliniek worden angiogeneseremmers voorlopig alleen gegeven aan mensen met kanker en oogziekten. Maar in theorie kunnen de middelen ook voor andere ziekten gebruikt worden. Wereldwijd komen wellicht zo’n 500 miljoen mensen in aanmerking voor anti-angiogene behandelingen.’
Hoe belangrijk is de Heinekenprijs voor Geneeskunde voor u?
PC: ‘Na de Breakthrough Prize en de Nobelprijs, is de Heinekenprijs voor Geneeskunde een van de belangrijkste prijzen voor wetenschappelijke pioniers. Van alle prijzen die ik gekregen heb, is dit de grootste. Ik vind het een enorme erkenning, niet alleen voor mij maar ook mijn hele onderzoeksgroep, want alleen kreeg ik dit nooit gedaan. Het is een belangrijke stimulans om toponderzoek te blijven uitvoeren dat het leven van patiënten kan beïnvloeden.‘
