Een wit, een gespikkeld en een bruin kippenei. Timothy Titus/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0

Kippen kunnen "legbatterijen" voor geneesmiddelen worden

Onderzoekers hebben kippen genetisch gemodificeerd zodat ze eieren leggen met eiwitten, die gebruikt kunnen worden om geneesmiddelen te maken.  De bedoeling is voorlopig om eiwitten te produceren voor wetenschappelijk onderzoek, en een geneesmiddel is nog niet voor morgen. Professor Nico Callewaert van VIB-UGent denkt dat de techniek vooral nuttig kan zijn voor aandoeningen van het darmstelsel.  

Het idee om kippeneieren te gebruiken om welbepaalde eiwitten te produceren, is iets dat al meer dan tien jaar leeft. Een kippenei is nu eenmaal een soort van container die van nature hoge concentraties eiwitten bevat, zo'n 3,5 gram per ei, zei professor biochemie en biotechnologie Nico Callewaert van VIB-UGent in het Radio 1-programma "Nieuwe feiten". 

Veel medicijnen bestaan uit eiwitten, vooral de meer recente voor heel ernstige aandoeningen, zoals tumoren en auto-immuunziekten, en de snelst groeiende sector in de farma-industrie zijn de zogenoemde biofarmaceutica, zo zei Callewaert. Biofarmaceutica zijn eiwitten, vaak eiwitten uit ons eigen lichaam, die ofwel te weinig aanwezig zijn, of waar zo aan "geknutseld" is dat ze nuttig worden om bepaalde ziekten te behandelen.

Sinds een jaar of dertig worden dergelijke eiwitten geproduceerd door micro-organismen of zoogdiercellen te kweken in grote vaten, fermentoren, en die cellen produceren dan, als we de informatie voor die therapeutische eiwitten correct inbrengen in de cellen of organismen, het gezochte eiwit. Volgens Callewaert is dat wel omslachtig, maar het biedt ook voordelen, namelijk dat je de eiwitten op een zeer gecontroleerde manier kan produceren, wat geen overbodige luxe is voor therapeutische eiwitten.

Als je de de eiwitten in een kippenei kunt produceren, zal het productieproces wellicht een stuk goedkoper zijn, zo zei Callewaert. Via de zogenoemde transgenese brengt men het genetisch materiaal dat codeert voor het therapeutische eiwit, in in het genetisch materiaal van de kip, en die wordt dan een "legbatterij" voor geneesmiddelen, of toch al minstens voor eiwitten. Elk ei dat de kip legt nadat het genetisch materiaal is ingebracht, is immers een container waar het therapeutische eiwit zich in bevindt. 

Wel zal een geneesmiddel op basis van op die manier geproduceerde eiwitten, nog niet zo direct in de apotheek liggen volgens Callewaert. Het eiwit dat niet therapeutisch is, het kip-eigen eiwit, dat wil je namelijk niet ingespoten krijgen, zo zei hij, en dat moet er dus uitgezuiverd worden. En dat is dan weer een zeer dure zaak. Daarom lijkt deze techniek Callewaert meer voor de hand liggend voor toepassingen "waar je nu al kippeneiwit voor opeet", aandoeningen van het darmstelsel dus, waarvoor het kippeneiwit niet weggezuiverd moet worden. 

Maar het is zeker niet uitgesloten dat de techniek op termijn ook wel ruimere toepassingen zal kennen.

Groene algen in een fermentor in een laboratorium. Umberto Salvagnin/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0

Drie eieren voor een dosis

Het team dat nu de kippen genetisch gemodificeerd heeft, werkt aan het Roslin Institute van de University of Edinburgh, het instituut waar ook het schaap Dolly gekloond werd uit een volwassen cel. Hetzelfde team had meer dan tien jaar geleden al kippen gemodificeerd om bepaalde eiwitten aan te maken, en nu heeft het dat opnieuw gedaan maar dan met meer moderne methoden.

De studie was oorspronkelijk gericht op het produceren van eiwitten van hoge kwaliteit voor gebruik in wetenschappelijk onderzoek, maar ze heeft aangetoond dat kippeneieren een goedkope manier zijn om bepaalde geneesmiddelen te produceren, zo zeggen de onderzoekers. De middelen die op deze manier gemaakt zijn, werken minstens even goed als dezelfde eiwitten die met de bestaande methoden zijn aangemaakt. 

De onderzoekers zeggen dat grote hoeveelheden eiwitten uit elk ei gehaald kunnen worden: slechts drie eieren volstaan om een klinisch relevante dosis van het middel te bekomen. En aangezien kippen tot 300 eieren per jaar kunnen leggen, kan deze methode goedkoper zijn dan andere productiemethoden. 

Eieren worden nu al gebruikt om virussen te kweken die als vaccin gebruikt worden, maar de nieuwe benadering is anders omdat de therapeutische eiwitten gecodeerd worden in het DNA, het genetisch materiaal van de kip, en geproduceerd worden als een onderdeel van het eiwit. De kip zelf ondervindt er geen hinder van, en legt eieren zoals anders. De kippen geven de eigenschap ook door aan hun nakomelingen, zodat er snel meer gemodificeerde kippen kunnen bijkomen als dat nodig zou zijn.

Een bevrucht kippenei wordt doorgelicht voor het ingespoten wordt met een virus om een vaccin te produceren. CDC (Centers for Disease Control and Prevention)

Interferon en macrophage-CSF

Het team heeft zich bij deze studie toegelegd op twee proteïnen - eiwitten - die essentieel zijn voor het immuunsysteem en die therapeutisch potentieel hebben: een menselijk eiwit dat Interferon Alfa-2A genoemd wordt, en dat krachtige antivirale en antikanker effecten heeft, en de menselijke en varkensversie van een eiwit dat macrophage-CSF genoemd wordt. Dat wordt ontwikkeld als een therapie die beschadigd weefsel stimuleert om zichzelf te herstellen.

De onderzoekers zeggen dat ze nog geen geneesmiddelen voor gebruik bij patiënten hebben geproduceerd, maar dat de studie bewijst dat het systeem doenbaar is, en makkelijk aangepast zou kunnen worden om andere therapeutische eiwitten aan te maken. 

De enige manier om voldoende hoeveelheden van sommige van die eiwitten te produceren, is nu het kweken van zoogdiercellen, wat duur is en slechts een relatief lage opbrengst heeft volgens het team. Andere methoden vragen dan weer complexe systemen om de eiwitten uit te zuiveren en voort te bewerken, wat de kosten opdrijft, terwijl de eiwitten met een eenvoudig zuiveringssysteem uit de eieren gehaald kunnen worden, zo zeggen de onderzoekers. Zoals gezegd denkt professor Callewaert evenwel dat het uitzuiveren ook bij de eieren een dure zaak zal zijn.

Eerder was al aangetoond dat genetisch gemodificeerde geiten, konijnen en kippen gebruikt kunnen worden voor eiwit-therapieën. Volgens de onderzoekers is hun nieuwe benadering efficiënter, geeft ze hogere opbrengsten en is ze goedkoper dan die eerdere pogingen. 

"We produceren nog geen geneesmiddelen voor mensen, maar deze studie toont aan dat kippen commercieel leefbaar zijn voor het produceren van eiwitten, die geschikt zijn voor onderzoek naar geneesmiddelen en andere toepassingen in de biotechnologie", zei professor Helen Sang van het Roslin Institute in een persmededeling van het instituut. 

"We staan te springen om deze technologie tot haar volledige potentieel te ontwikkelen, niet enkel voor therapieën voor mensen in de toekomst, maar ook op het vlak van onderzoek en dierlijke gezondheid", zo voegde haar collega doctor Lissa Herron eraan toe. 

De studie van het Roslin Institute en de University of Edinburgh is gepubliceerd in BioMed Central (BMC) Biotechnology.