HOE REM JE ZIEKTEVERWEKKENDE ENZYMEN AF?

STUDENT IN DE KIJKER

Enzymen zijn eiwitten die de chemie in je lichaam op gang brengen en houden. Ze zorgen niet alleen voor de stofwisseling in de cellen, maar ook voor de groei en het herstel ervan in het weefsel. Soms gaat er wel eens iets mis in dit proces. In zijn masterproef werkte Yannick Lepage (KU Leuven - Gent) aan een assay om schadelijke enzymes te inhiberen. De ingenieursvereniging ie-net bekroonde Yannicks werk met een welverdiende derde prijs.

Yannick studeerde in juni 2022 af aan KU Leuven - Gent als industrieel ingenieur Biochemie. Eerder had hij al een professionele bachelor behaald in de Biomedische laboratoriumtechnologie en een schakelprogramma voor industrieel ingenieur gevolgd. Zijn ingenieursstudie combineerde hij met een voltijdse job als laboratoriumtechnoloog bij het biotechnologisch bedrijf Galapagos in Mechelen. “Het afstandsonderwijs op de Gentse campus biedt heel wat voordelen voor wie werkt, maar het blijft een zware dobber”, vindt Yannick. “Zowel het schakelprogramma als de master heb ik moeten spreiden over twee jaar”.

Targeting

“Galapagos ontdekt, ontwikkelt en commercialiseert medicijnen met het oog op de verbetering van de levenskwaliteit van de patiënt”, vertelt Yannick. “Concreet doen we onderzoek naar nieuwe target proteïnen die een belangrijke rol spelen bij het ontstaan o.a. van reumatoïde artritis en inflammatoire darmziektes. Ons doel bestaat erin kleine moleculen te ontwikkelen die deze target eiwitten inhiberen zodat ze geen kwalen kunnen veroorzaken. Zo heeft Galapagos onlangs nog een celtherapie aan zijn portfolio toegevoegd die klinisch onderzocht wordt om welbepaalde bloedkankers te behandelen”.

Yannick Lepage en Joke Lybeert, co-founder en Sales Director CTRL-F

© Bea Borgers

“Ontstekingen ontstaan in het lichaam als gevolg van een reactie van het immuunsysteem op een infectie of letsel”, vervolgt Yannick. “Dit verdedigingsmechanisme leidt tot het herstel van beschadigd weefsel en biedt bescherming tegen virussen en bacteriën. Een langdurige ontsteking of een ongewenste activering van het ontstekingsproces kunnen daarentegen wel tot ziektes leiden. Dat is het geval bij de eerdergenoemde aandoeningen, maar ook bij chronisch obstructief longlijden en idiopatische longfibrose. Tijdens de voorbije decennia is gebleken dat sommige enzymensoorten of kinasen kunnen dienen als therapeutische doelwitten voor de behandeling van onder meer inflammatoire aandoeningen. Het gaat dan om kinasen die de productie van ontstekingsmediatoren in goede banen leiden”.

Substraat

In zijn masterproef maakte Yannick gebruik van ‘assays’ waar het inhiberend effect van nieuwe gesynthetiseerde moleculen op target proteïnen onderzocht wordt. “Galapagos baseerde zich tot dan toe op radiometrische assays uitgevoerd door een extern leverancier voor een bepaald target enzym”, aldus Yannick.

“Om redenen van veiligheid en afvalverwerking wilde het bedrijf afstappen van deze aanpak om zelf een in house alternatief te bedenken. Mijn taak bestond erin om een zogenaamd ADP-Glo assay te ontwikkelen voor een specifiek kinase”.

Na verschillende experimenten en optimalisaties testte Yannick al gekende ‘compounds’ in het nieuwe assay uit en vergeleek de resultaten ervan met die van de extern uitgevoerde radiometrische versie. De correlaties tussen beide assays bleken negatief. Daarbij bleken de substraten die getest werden een grote invloed te hebben op de werking van het assay. “Een mogelijke hypothese is dat conformatieveranderingen in het enzym na binding met het substraat ertoe leiden dat ‘compounds niet meer op dezelfde manier kunnen binden”, legt Yannick uit. “Verder is het niet uitgesloten dat er onzuiverheden aanwezig waren in het enzym die leiden tot interferentie”.

Omwille van deze vragen besliste Galapagos om vooralsnog niet verder te investeren in de optimalisering van het ADP-Glo assay. In principe had Yannick zijn masterproef hier kunnen afsluiten met de conclusie: ‘Geen resultaat is ook een resultaat’. Na twee maanden van intensief onderzoek besloot het team evenwel om nog een nieuwe poging te ondernemen met een ander type van assay. “We maakten gebruik van de ‘Lanthascreen’ technologie en dit keer stemden de resultaten van dit bindingsassay wel zeer hoopvol. Met nog wat aanpassingen achteraf zijn we erin geslaagd om een in-house assay voor het bewuste target te ontwikkelen zodat er effectief geen behoefte meer is aan radioactieve materialen. Een goede zaak voor het beperken van de gezondheidsrisico’s voor het personeel en voor het milieu”, besluit Yannick.

Presentatie

De jury van de ie-net prijzen 2022 wist Yannicks masterproef zeer te appreciëren. Ook het enthousiasme van de kandidaat en de overtuigingskracht van zijn presentatie maakten indruk. “Een complexe materie als deze op een heldere manier uit te doeken doen, is al een prestatie op zich die we met een prijs in de kijker willen zetten”, aldus de wedstrijdjury.

Promotoren: prof. Lore Eggermont en Ilse Van De Voorde

Yves Persoons