Wetenschap - 19 november 1998

Zeeleven bevat veel waardevolle stoffen

Zeeleven bevat veel waardevolle stoffen

Zeeleven bevat veel waardevolle stoffen
Wageningse procestechnologen pluizen de spons uit
De zee zit vol met sponzen, algen, wieren, schimmels en bacterien die kleurstoffen en vetzuren voor levensmiddelen en medicinale stoffen kunnen produceren. Met de kweek van zeeorganismen in bioreactoren proberen bioprocestechnologen het gat tussen oceaan en industrie te dichten. Wageningse bioprocestechnologen organiseerden van 8 tot en met 11 november in Noordwijkerhout een symposium over dit nieuwe onderzoeksterrein
Onder in het Biotechnion leven enkele kleine sponsjes. Sponzen zijn de meest primitieve meercellige beestjes die er bestaan. Ze leven van algen en silicium. De tropische spons in het Biotechnion, Pseudosuberites andrewsi, is als modelspons geselecteerd uit de sponzen in aquaria in Blijdorp en Artis. Daar leefden ze al in een kunstmatig systeem. We hebben alle sponzen die we te pakken konden krijgen in onze bak gegooid en deze soort deed het het best, vertelt dr Ronald Osinga, sinds tweeenhalf jaar postdoc bij de sectie Proceskunde
Osinga werkt met levende spons. Het kweken van losse cellen, zoals met insectencellen gebeurt, is bij sponzen heel moeilijk omdat hun losse cellen niet delen. Of de modelspons interessante stoffen produceert, weten de onderzoekers nog niet. Binnenkort gaan farmaceutische wetenschappers van de Rijksuniversiteit Groningen dat voor hen uitzoeken. Wel is bekend dat in sponzen een veel hoger percentage bio-actieve stoffen voorkomt dan in andere organismen. Daarom is het zo interessant om juist naar sponzen te kijken, vertelt dr ir Rene Wijffels van Proceskunde. Bacterien hebben slechts in 0,5 procent van de gevallen een interessante stof in zich. Bij sponzen is dat tien procent.
De mariene biotechnologie is nog een onontgonnen terrein. Net als in planten in tropische regenwouden worden in zeeorganismen veel waardevolle stoffen gevonden. Misschien zijn daar ook nieuwe antibiotica bij tegen bacterien die resistent zijn tegen de nu beschikbare antibiotica
De weg van ontdekking naar commerciele productie is echter lang en moeilijk. Sponzen zijn bijvoorbeeld niet in grote hoeveelheden uit zee te winnen. Ook het in zee kweken biedt beperkte mogelijkheden, door een gebrek aan geschikte locaties
Door onder gecontroleerde omstandigheden te werken en wat meer voedsel toe te dienen kan de groeisnelheid aanzienlijk verhoogd worden. Wij hebben reeds met Pseudosuberites laten zien dat het toedienen van meer voedsel in een maand een vijf- tot tienvoudige toename in biomassa oplevert, vertelt Wijffels
De Wageningse procestechnologen zijn nu op zoek naar de algen waarop de spons het beste kan leven. Daarvoor bekijken ze welke vetzuren en aminozuren er in de spons zitten en welke algen juist die vetzuren en aminozuren kunnen leveren
Tussenoplossing
De kweek van sponzen in bioreactoren moet de productie van het potentiele antikankermedicijn Halichondrin B mogelijk gaan maken. Halichondrin B is een complex molecuul uit de spons Halichondria okadai. Deze stof heeft al allerlei tests doorstaan en medici willen nu klinische tests uitvoeren. Dat is echter niet mogelijk doordat er niet genoeg van deze stof beschikbaar is
Ik zie de productie van de stof via ons systeem als een tussenoplossing om de weg vrij te maken voor commerciele productie, vertelt Osinga. Als je de kweek eenmaal onder de knie hebt, kun je allerlei sponzen kweken die verschillende interessante stoffen produceren, in hoeveelheden waarmee je klinische tests kan doen. Blijkt de stof dan een succes te zijn, dan wil de farmaceutische industrie wel investeren in het uitvogelen van de chemische syntheseroute, iets wat erg kostbaar is voor ingewikkelde chemische moleculen.
Wijffels is het niet geheel met de visie van Osinga eens. Als je eenmaal zover bent dat je met een stof klinische trials kunt doen, zal de industrie niet zo snel geneigd zijn terug te gaan naar andere productiemethoden. Je moet dan namelijk met de stof uit de nieuwe productiemethode weer diezelfde klinische testen doen. Bovendien denkt Wijffels dat de industrie voor zeer complexe moleculen, waarvan de organische synthese uit vele stappen bestaat, juist de voorkeur geeft aan organismen die de stoffen maken
Visolie
Ook andere zeeorganismen produceren interessante moleculen, bleek op het symposium. Zo zijn er wieren die stoffen produceren die ervoor zorgen dat zeepokken zich niet aan hen hechten. Die stoffen zijn interessant voor coatings van scheepswanden; ze kunnen de wanden pokkenvrij houden. Momenteel wordt daar nog een zeer toxische tinverbinding voor gebruikt
De productie van vetzuren door zeealgen is al ver ontwikkeld. Bij het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek (ATO-DLO) wordt de productie door zeealgen van een belangrijke lange keten meervoudig onverzadigd vetzuur, docosahexaenoiczuur, geoptimaliseerd. Volgens drs Martin de Swaaf is die productiemethode goedkoper dan de nu gebruikelijke, met visolie als grondstof. Uit zijn analyse blijkt dat commerciele toepassing niet ver weg meer is, vertelt Osinga
Verder leven er nog veel onbekende bacterien en schimmels in de zee die misschien interessante stoffen bevatten. Slechts een klein deel hiervan is op gangbare media te kweken, dus er moeten nieuwe media worden ontwikkeld
Er zijn tot nu toe veel interessante stoffen gevonden, maar er wordt nog weinig op grote schaal geproduceerd. Mariene biotechnologie is ook nog een relatief jong vakgebied. In de wetenschap loopt iedereen elkaar achterna en er liep niemand naar zee, grapt Wijffels. Later nuanceert hij: Het is langdurig en risicovol onderzoek en voor risicodragend onderzoek is nu eenmaal minder financiering beschikbaar. Nu het nog heel moeilijk is om hier geld voor te krijgen, zijn er natuurlijk ook niet veel mensen die deze kant op gaan. Wij zijn voor de ontwikkeling van dit vakgebied bij onze leerstoelgroep met eigen middelen gestart. We beschouwen dit als vernieuwend onderzoek en als een investering in de toekomst.

Re:ageer