In het VK kregen deelnemers aan de vaccintest van AstraZeneca-Oxford een 'verkeerde' dosis die beter bleek dan de juiste..
AFP or licensors

De verkeerde dosis van het vaccin blijkt de juiste: vijf andere toevallige medische ontdekkingen

Onderzoekers van AstraZeneca en Oxford University hadden een 'gelukkig ongeluk': een verkeerde eerste dosis van hun vaccin tegen het coronavirus gaf betere resultaten dan de juiste dosis. Dergelijke gelukkige ongelukken hebben al vaker een rol gespeeld bij ontdekkingen, ook in de medische wereld. Vijf voorbeelden op een rijtje, te beginnen met de ontdekking van het eerste vaccin op basis van verzwakte ziekteverwekkers. 

Mensen hebben al wel eens het idee dat ontdekkingen het gevolg zijn van zorgvuldig opgezette experimenten die het verwachte resultaat opleveren, waarna de onderzoekers "Eureka" roepen - "we hebben het gevonden", zoals Archimedes gedaan zou hebben nadat hij het waterverplaatsingseffect had ontdekt door in zijn bad te stappen en te zien dat het waterpeil in het bad steeg.

Dergelijke 'eureka-momenten' komen inderdaad voor, maar zeer talrijk zijn ook de ontdekkingen die beginnen met een onderzoeker die zijn resultaten bekijkt, in zijn haar krabt en zegt: "Tiens, dit is iets eigenaardigs". 

Geschat wordt zelfs dat tussen 33 en 50 procent van alle wetenschappelijke ontdekkingen onverwacht zijn, het resultaat van onverwachte waarnemingen in de gegevens of geholpen werden door het toeval. Dat kan natuurlijk alleen als de onderzoekers open staan voor het onverwachte en op zoek gaan naar een verklaring voor hun onverwachte data. 

Bij de fase 3 klinische testen van het vaccin tegen corona van farmabedrijf AstraZeneca en Oxford University heeft het toeval ook een grote rol gespeeld. 

Bij toediening van de voorgeschreven dosis van het vaccin aan de proefpersonen, bleek het vaccin 62 procent effectief, een licht teleurstellend resultaat in vergelijking met de 95 procent effectiviteit van de vaccins van Pfizer-BioNTech en Moderna.

Bij de testen in Brazilië en Zuid-Afrika kregen de proefpersonen de correcte eerste dosis, een maand later de tweede dosis. In het Verenigd Koninkrijk kregen de deelnemers echter eerst een halve dosis toegediend, en een maand later de volle dosis. En dat bleek beter te werken: de effectiviteit steeg van 62 procent naar 90 procent en er waren minder bijwerkingen. Toeval heeft hier dus duidelijk een handje geholpen. Net zoals bij de volgende ontdekkingen.

16e eeuwse gravure van Archimedes die in zijn bad gaat en even later "Eureka" zal roepen en naakt door de straten van Syracuse zal lopen om zijn ontdekking te verkondigen.
Public domain

Het vaccin tegen vogelcholera

De Franse bioloog en chemicus Louis Pasteur leeft voort in de door hem ontdekte pasteurisatie, een proces om micro-organismen in levensmiddelen te doden door verhitting. In de jaren 1870 hield hij zich bezig met het bestuderen van een aantal ziektes, onder meer vogelcholera. 

Pasteur had van een dierenarts kweekjes van de ziekte gekregen en hij kweekte die voort in kippenbouillon. Hij spoot kippen in met de geïsoleerde microbe en de kippen stierven iedere keer, een bewijs voor Pasteurs idee dat de microbe de oorzaak was van de ziekte en geen gevolg ervan, wat toen nog veel mensen dachten. 

Pasteur was op zoek naar een manier om de ziekte te voorkomen, maar wat hij ook deed met de 'bouillon' met microben of de kippen, al de geïnjecteerde kippen gingen onveranderlijk dood. 

Uiteindelijk had hij er even genoeg van en in 1879 besloot hij vakantie te nemen. Hij gaf zijn assistent instructies om opnieuw kippen te injecteren met de volgende lading bacteriën, maar als de kat van huis is, dansen de muizen en de assistent nam ook vakantie en spoot geen nieuwe kippen meer in.

Toen de beide mannen na hun vakantie terugkeerden en kippen inspoten met de lading bacteriën die al een paar weken aan haar lot was overgelaten, bleek er geen enkele kip te sterven. 

Pasteur dacht dat de lading bacteriën in kwestie bedorven was, maar toen hij later kippen inspoot met een nieuwe lading bacteriën, bleek geen enkele van de kippen die eerder ingespoten waren met de 'bedorven' lading te sterven, terwijl alle andere kippen, zoals steeds, wel stierven. 

Pasteur dacht dat de bacteriën in de bedorven lading verzwakt waren door het contact met zuurstof en dat de verzwakte bacteriën 'iets' in het lichaam van de kippen opgebruikt hadden dat de dodelijke bacteriën  nodig hadden. Zijn verklaring was fout maar hij had wel het eerste opzettelijk gecreëerde vaccin met verzwakte ziekteverwekkers gemaakt. Later deed hij hetzelfde met miltvuur of antrax. 

Er waren in het Westen toen al wel vaccinaties op basis van levende microben, namelijk tegen de pokken op basis van ofwel Variola minor, de minst virulente vorm van de pokken, ofwel van levende koepok-bacteriën. Pasteur had echter, door op vakantie te gaan en een onbetrouwbare assistent te hebben, het eerste vaccin op basis van een verzwakte bacterie gemaakt, zodat men niet langer op zoek moest gaan naar een natuurlijke zwakke vorm van een ziekteverwekker. Die ontdekking betekende een revolutie in de strijd tegen infectieziekten. 

Een houtsnede uit het einde van de 19e eeuw van Louis Pasteur die een schaap tegen miltvuur vaccineert.
Copyrighted work available under Creative Commons Attribution only licence CC BY 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Röntgenstraling

De Duitse natuurkundige Wilhelm Conrad Röntgen was in 1894 geïnteresseerd geraakt in kathodestralen - stralen van elektronen - in een leeggepompte glazen buis waar stoten hoogspanning op werden gezet. 

Begin november 1895 herhaalde hij een experiment van zijn collega Philipp von Lenard met een van Lenards buizen waaraan een dun aluminium raam was toegevoegd om de kathodestralen in staat te stellen uit de buis te gaan. Om het alumiumraam te beschermen tegen het sterke elektrostatische veld dat de kathodestralen veroorzaakt, was de buis bedekt met zwart karton. Röntgen wist dat die kartonnen bedekking licht verhinderde van te ontsnappen, maar toch zag hij dat de onzichtbare kathodestralen een klein kartonnen scherm deden oplichten, een scherm dat beschilderd was met bariumplatinocyanide, als dat in de buurt van het aluminium raam geplaatst werd. 

In tegenstelling tot zijn collega's negeerde Röntgen dit fluorescentieverschijnsel niet. Hij besloot de proef te herhalen met een Crookes-Hittorf-buis, die veel dikker glas had dan de buis van Lenard die hij eerst gebruikt had.  

Op 8 november 1895 was het zover: Röntgen bedekte de Crookes–Hittorf-buis zorgvuldig met zwart karton en stelde met een stroomstoot in zijn verduisterde laboratorium vast dat die bedekking geen licht doorliet.

Nog voor hij het scherm met bariumplatinocyanide voor de volgende stap in zijn experiment in de buurt had gezet, merkte hij echter op een bank in de buurt een flikkering op. Hij probeerde nog een paar stroomstoten en telkens opnieuw zag hij het lichtverschijnsel.  Nadat hij het licht opnieuw had aangestoken, stelde hij vast dat die flikkering afkomstig was van het scherm met bariumplatinocyanide, dat dus nog op een afstand van de buis stond.  

Röntgen vermoedde dat een nieuwe soort straling verantwoordelijk was voor het verschijnsel en aangezien 8 november een vrijdag was, profiteerde hij van het weekend om zijn experimenten te herhalen. De volgende weken at en sliep hij in zijn laboratorium en onderzocht hij de eigenschappen van de nieuwe stralen die hij X-stralen had genoemd, naar de onbekende in wiskundige vergelijkingen. Hij ontdekte dat de straling ongehinderd door een aantal materialen ging. 

Op een bepaald ogenblik was hij aan het onderzoeken welke materialen de nieuwe X-stralen dan wel konden tegenhouden en toen hij een stukje lood in positie bracht op het ogenblik dat er een ontlading plaatsvond, zag hij het eerste radiografische beeld: zijn eigen flikkerende spookachtige skelet op het bariumplatinocyanide-scherm. Vanaf dat ogenblik zette hij zijn experimenten in het geheim voort omdat hij bang was dat zijn wetenschappelijke reputatie geruïneerd zou zijn als zou blijken dat hij zich vergist had.

Zes weken later nam hij een beeld, de eerste radiografie, van de hand van zijn vrouw Anna Bertha Ludwig.  Toen ze de botten van haar hand zag, riep ze uit "Ik heb mijn dood gezien!". 

Eind december publiceerde Röntgen zijn eerste studie over de nieuwe straling en in 1901 kreeg hij de eerste Nobelprijs voor Natuurkunde voor zijn ontdekking, die een revolutie zou ontketenen in de medische beeldvorming en andere wetenschappelijke gebieden. 

De eerste radiografie, een beeld van de hand van Röntgens vrouw.
Public domain

Penicilline

Een volgende belangrijke doorbraak waar opnieuw een vakantie een grote rol in gespeeld heeft, is de ontdekking van het antibioticum penicilline door de Britse dokter en microbioloog Alexander Fleming. 

Fleming had op een bank in zijn laboratorium een aantal kweekjes staan van de gouden stafylokok-bacterie en toen hij in 1928 terugkwam van een vakantie, merkte hij dat in een van de schaaltjes er geen bacteriën gegroeid waren rond een schimmelkolonie die in het schaaltje was opgedoken, waarschijnlijk doordat het schaaltje zo lang in het laboratorium was blijven staan. Hij sprak toen de beroemde woorden: "Dat is gek".

Die schimmel bleek Penicillium rubens te zijn en Fleming maakte daar vervolgens kweekjes van, die hij ter beschikking stelde van andere onderzoekers. In 1929 noemde hij de antibacteriële stof van de schimmel penicilline.

In 1930 was een van zijn gewezen studenten de eerste die penicilline gebruikte om een bacteriële infectie te behandelen. Meer dan tien jaar later werd penicilline in grote hoeveelheden aangemaakt, zodat zijn effectiviteit getest kon worden op patiënten.  

In 1945 kreeg hij voor zijn ontdekking, die miljoenen mensen het leven heeft gered, de Nobelprijs voor Geneeskunde, samen met de Australische farmacoloog Howard Florey en de Duitse biochemicus Ernst Boris Chain. 

"Soms vindt men datgene waarnaar men niet op zoek is. Toen ik iets na zonsopgang op 28 september 1928 wakker werd, was ik zeker niet van plan de hele geneeskunde radicaal te veranderen door het eerste antibioticum of de eerste bacteriedoder ter wereld te ontdekken. Maar ik veronderstel dat dat precies is wat ik gedaan heb", zei Fleming later over zijn ontdekking. 

Moderne antibiotica worden nog steeds getest met een methode die lijkt op de manier waarop Fleming penicilline heeft ontdekt. Rond de antibiotica in dit schaaltje, de.kleine grijze bolletjes, groeien geen bacteriën.
CDC/Public domain

Maagzweren

In de vorige eeuw was de medische wetenschap er grotendeels van overtuigd dat maagzweren het gevolg waren van maagzuur, stress en bepaalde etenswaren. 

Twee Australische onderzoekers, Barry Marshall en J. Robin Warren hadden echter vastgesteld dat in biopsieën van patiënten met maagzweren, zweren aan de twaalfvingerige darm en maagontstekingen bijna steeds de bacterie Helicobacter pylori gevonden werd. 

Ze waren er van overtuigd dat die bacterie de oorzaak was van de maagproblemen maar ze slaagden er niet in de bacterie te isoleren en te kweken in het labo. Eind 1981 besloten Marshall en Warren een blinde studie op te zetten met 100 patiënten, maar opnieuw leverden de eerste 30 kweekjes geen resultaat op. 

Daar kwam verandering in met nummer 31, dankzij Pasen. De specimens om te kweken werden behandeld zoals faecale kweekjes of kweekjes van een keeluitstrijkje: als er na 48 uur geen ongebruikelijke organismen te zien waren, werden de cultuurschaaltjes opgeruimd. 

Maar in 1982 liepen de feestdagen rond Pasen van vrijdag 9 april tot en met maandag 12 april en de kleinere weekendploeg had het te druk met een uitbraak van methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA, resistente gouden stafylokokken) in het ziekenhuis waar Marshall en Warren hun onderzoek deden.

Ze kwamen er dus niet toe de kweekjes op zaterdag te onderzoeken en op te ruimen, en op de eerste werkdag na het verlengde weekend, dinsdag 13 april, waren er kleine doorschijnende kolonies van Helicobacter pylori te zien in de schaaltjes. De bacterie groeide trager dan andere bacteriën, zo bleek. 

De onderzoekers hadden nu een tastbaar bewijs maar daarmee waren de problemen van Marshall en Warren nog niet van de baan: de medische gemeenschap bleef erg sceptisch staan tegenover hun bevindingen. 

De onderzoekers slaagden er niet in een diermodel te vinden om experimenten uit te voeren, experimenten met biggen leverden enkel groter wordende  varkens op en medische tijdschriften aarzelden om hun studies te publiceren. 

Dat bracht Marshall er uiteindelijk toe een cocktail met levende H. pylori-bacteriën te drinken, nadat een maagbiopsie vooraf had uitgewezen dat de bacterie niet in zijn maag aanwezig was. Op dag 5 van het experiment werd hij ziek en een biopsie op dag 10 toonde aan dat hij een acute maagontsteking had en dat er veel H. pylori-bacteriën in zijn maag zaten. Op dag 14 verdwenen de symptomen spontaan maar Marshalls vrouw Adrienne had er genoeg van en eiste dat hij onmiddellijk zou beginnen met een antibioticakuur of dat hij "verdreven zou worden uit het gezin om onder een brug te gaan slapen". 

De ontdekking van Marshall en Warren betekende dat maagzweren die veroorzaakt worden door de bacterie - een aantal maagzweren worden veroorzaakt door andere factoren, onder meer bepaalde ontstekingsremmers - voortaan eenvoudigweg behandeld konden worden met antibiotica en in 2005 kregen ze voor hun werk de Nobelprijs voor Geneeskunde.  

Beeld met een elektronenmicroscoop van Helicobacter pylori met verschillende zweepdraadjes.
Public domain

Viagra

Een recente ontdekking waarbij toeval een rol speelt, is de ontdekking dat Viagra gebruikt kan worden voor erectiestoornissen. 

Het werkzame bestand in Viagra, sildenafil, werd ontwikkeld door een groep scheikundigen in een onderzoekscentrum van Pfizer in Engeland. Oorspronkelijk werd het bestudeerd om te gebruiken als middel tegen hoge bloeddruk en angina pectoris, hartbeklemming, een symptoom dat ontstaat als de hartspier niet voldoende zuurstofrijk bloed krijgt. 

Tijdens de eerste klinische testen in Engeland bleek dat het middel nauwelijks effect had op angina maar dat het kon zorgen voor stevige erecties. Pfizer besloot dan ook om het idee te laten varen om het middel te gebruiken voor hartbeklemming en het in de plaats daarvan op de markt te brengen als een middel tegen erectiestoornissen. 

Een beslissing die het bedrijf geen windeieren gelegd heeft: in maart 1998 werd het middel goedgekeurd als de eerste orale behandeling voor erectiestoornissen in de VS, later dat jaar kwam het op de markt en in 2008 kende Viagra een recordverkoop in de VS van bijna 2 miljard dollar. 

Het karakteristieke blauwe pilletje met de diamantvorm.
Audrey disse/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Meest gelezen