Je kunt vaccins ongeveer 25 procent efficiënter maken door er ‘linkshandige’ gouden nanodeeltjes aan toe te voegen. Dat toont een internationale onderzoeksgroep aan met een griep-vaccin. De techniek is volgens de onderzoekers toepasbaar op elk type vaccin, waaronder de coronavaccins.

De onderzoeksgroep heeft niet gekeken naar het effect van gouden nanodeeltjes op coronavaccins omdat ze het onderzoek startten voor het uitbreken van de Covid-19-pandemie. Toch stellen ze dat de deeltjes ook de efficiëntie van coronavaccins kunnen verbeteren. Het doel van het onderzoek is namelijk een hulpstof ontwikkelen die de efficiëntie van elk mogelijke vaccin verhoogt.

Gouden hulpstof

De linkshandige gouden nanodeeltjes werken bij elk vaccin omdat ze geen onderdeel zijn van de actieve ingrediënten. Ze werken als een hulpstof, die ervoor zorgt dat je immuunsysteem extra sterk reageert. Door die sterkere reactie doen de actieve ingrediënten hun werk beter, en is het vaccin dus efficiënter. Het idee is dat het lichaam hierdoor een betere weerstand opbouwt tegen de betreffende infectieziekte.

Ideeën die de wereld veranderden
LEES OOK
Ideeën die de wereld veranderden

Linkshandige nanodeeltjes

Gouden nanodeeltjes krijgen de laatste vijf jaar veel aandacht in de biomedische wetenschap. In het nu gepubliceerde onderzoek activeren ze het immuunsysteem door hun ‘linkshandigheid’. Dit verwijst naar een asymmetrie van moleculen en nanodeeltjes die in de scheikunde chiraliteit wordt genoemd. Chirale moleculen kunnen voorkomen in twee varianten die elkaars spiegelbeeld zijn. Door hun asymmetrie verschillen ze van elkaar zoals je rechterhand van je linkerhand verschilt.

Chiraliteit speelt een belangrijke rol in het leven op aarde: eigenschappen van linkshandige moleculen verschillen van die van hun rechtshandige spiegelbeeld. Alle aminozuren, waaruit eiwitten in ons lichaam opgebouwd zijn, linkshandig. En ons DNA bestaat uitsluitend uit rechtshandige moleculen.

‘Tijdens eerder onderzoek ontdekten we dat we met niet-biologische, chirale nanodeeltjes de eigenschappen van eiwitten kunnen nabootsen’, vertelt Nicholas Kotov van de Universiteit van Michigan, een van de auteurs van het artikel.

Dat komt doordat die chirale deeltjes als een sleutel in een slot pasten op bepaalde andere chirale eiwitten. ‘Volgens dezelfde gedachtegang veronderstelden we dat chirale nanodeeltjes ook een sleutel-slot-combinatie kunnen vormen met eiwitten van immuuncellen.’ Op die manier zouden de chirale nanodeeltjes het immuunsysteem kunnen activeren, zodat een vaccin effectiever werkt, beredeneerden de onderzoekers.

Omdat het bekend is dat gouden nanodeeltjes geschikt zijn voor biomedische toepassingen, besloten ze daarmee aan de slag te gaan. Normaal gesproken zijn de gouddeeltjes symmetrisch, dus niet-chiraal, maar door bepaalde stoffen op de deeltjes te bevestigen en die te splitsen met hulp van gepolariseerd licht, ontwikkelden ze links- en rechtshandige varianten. De resulterende deeltjes zijn ongeveer 120 nanometer (0,00012 millimeter) groot. Het medisch gebruik ervan lijkt veilig, stelt Kotov.

Computermodel van gouden nanodeeltjes met de stoffen die chiraliteit afdwingen. Beeld: André Farias de Moura

Van lab naar vaccinproducent

De onderzoekers testten eerst het effect van de linkshandige gouden nanodeeltjes op menselijke immuuncellen in het lab. Het bleek dat ze de immuuncellen, zoals verwacht, activeerden. Vervolgens combineerden ze zowel links- als rechtshandige gouden nanodeeltjes met een griep-vaccin. De linkshandige bleken de effectiviteit van het vaccin met 25,8 procent te verhogen, ten opzichte van de rechtshandige, die weinig effect hadden.

De onderzoekers, die zelf niet gespecialiseerd zijn in het ontwikkelen van vaccins, hopen dat anderen ermee aan de slag gaan. Dat lijkt ook te gaan gebeuren. ‘Sinds de publicatie hebben we veel e-mails of telefoontjes gekregen’, vertelt Kotov. ‘Vooral vaccinproducenten tonen grote interesse. Er zijn ook producenten die met ons willen samenwerken.’