De Nobelprijs scheikunde gaat dit jaar voor de helft naar Amerikaans onderzoekster Frances H. Arnold en voor de helft naar George P. Smith en Sir Gregory P. Winter. Ze pasten evolutionaire principes toe in de ontwikkeling van eiwitten. Het onderzoek van de laureaten straalt uit naar een brede waaier aan toepassingen: van de ontwikkeling van biobrandstoffen tot efficiëntere medicijnen.

Arnold begon in 1993 als eerste met het toepassen van de ‘geregisseerde’ evolutie van  eiwitten die chemische reacties versnellen, zogeheten ‘enzymen’. Door genetische variaties te introduceren in de productie van die enzymen en steeds verder te bouwen op het meest wenselijke eindproduct, verkreeg ze enzymen die steeds efficiënter werkten. De methode is vandaag wijdverspreid en draagt bij tot de ontwikkeling van farmaceutica en herbruikbare brandstoffen.

Zoektocht naar efficiëntere geneesmiddelen

Smith werkte met virussen die bacteriën besmetten, zogenaamde bacteriofagen. Die bestaan uit een stukje DNA met een eiwitmantel errond. Om te weten waaruit hij zijn eiwitmantel moet opbouwen, leest de bacteriofaag het stukje DNA af. Smith besefte dat, wanneer hij een specifiek stuk DNA introduceerde in het DNA van de bacteriofaag, dat ook afgelezen wordt en in de eiwitmantel als specifiek eiwit verschijnt. Deze ‘faagdisplay’ maakt het mogelijk om eiwitten te ontwikkelen en te testen.

Winter breide hierop verder in de zoektocht naar specifieke antilichamen. Deze eiwitten kunnen zich aan ziekteverwekkers binden en ze neutraliseren. Winter maakte een hele reeks bacteriofagen met een hele reeks antilichamen op hun eiwitmantels. Vervolgens selecteerde hij de antilichamen die het meest geschikt bleken om ziekteverwekkers aan te vallen. De bacteriofagen met de ‘juiste’ antilichamen werden verder gekweekt en zo bekwam Winter in een mum van tijd een grote voorraad.

Het eerste geneesmiddel dat gebaseerd is op deze technologie kwam op de markt in 2002 en wordt gebruikt in de behandeling van reuma, psoriasis en inflammatoire darmziekten. Dankzij het onderzoek van Smith en Winter worden antilichamen geproduceerd die toxines neutraliseren, auto-immuunziektes behandelen en uitgezaaide kanker kunnen genezen.

Vrouwelijke laureate

De Nobelprijs scheikunde is sinds de oprichting in 1901 al 109 keer uitgereikt aan 178 laureaten maar  Frances is pas de vijfde vrouw die de Nobelprijs scheikunde in de wacht sleept. Gisteren werden de laureaten van de Nobelprijs fysica bekendgemaakt, één daarvan was Donna Strickland, de derde vrouw die die prijs uitgereikt kreeg sinds de oprichting. De Nobelprijs Scheikunde is 9 miljoen Zweedse kronen (866.000 euro) waard.