Topstories

(advertentie)

Lekker jongens die Denen. Onderzoekers aan de wetenschapsfaculteit van de Universiteit van Kopenhagen hebben gistcellen zodanig gemodificeerd dat ze in staat zijn de actieve bestanddelen in cannabis op te speuren. En als ze cannabinoïden of terpenen ontdekken, kleurt de gist ook nog eens rood! De vondst heeft voor- en nadelen: medici kunnen er wellicht nieuwe medicinale stoffen mee ontdekken maar de gistcellen kunnen ook ingezet worden voor een drugstest – met de smartphone nog wel.

Eten, voortplanten en… cannabinoïden detecteren

Gistcellen zijn eenvoudige organismen. Ze doen in hun hele leven slechts twee dingen: eten en neuken (nou ja, zich voortplanten dan toch). Maar nu hebben wetenschappers van de afdeling Plant and Environmental Sciences aan de Deense universiteit doodgewoon bakkersgist dus met een nieuwe functie uitgerust.

De onderzoekers vervingen de ‘sex drive’ van gistcellen door geur- en smaakvermogen. Daardoor kan deze gist cannabinoïden detecteren, de actieve stoffen in cannabis (o.a. THC en CBD). De Denen gingen echter nog een stap verder en maakten hun gistcellen ook zo dat ze rood opgloeien wanneer ze succesvol cannabinoïden ontdekken.

Voor wie het nu allemaal een beetje te dolletjes wordt; de studie is peer reviewed (d.w.z. door andere en niet betrokken wetenchappers gecontroleerd) en onder de schitterende titel ‘A GPCR-based yeast biosensor for biomedical, biotechnological, and point-of-use cannabinoid determination‘ gepubliceerd in het vakblad Nature Communications.

Gist als concurrentie voor Big Pharma

“We hebben een levende sensor gemaakt uit de gistcel, die nu cannabinoïden kan opspeuren of moleculen die dezelfde functie hebben als cannabinoïden – zelfs als ze er heel anders uitzien dan cannabinoïden”, zegt professor Sotirios Kampranis die het onderzoek leidde.

Kampranis: “Onder meer kan de biosensor gebruikt worden om te zoeken naar nieuwe stoffen met dezelfde eigenschappen als cannabinoïden. Dit kan zorgen voor democratisering van medische ontwikkelingen, zodat farmaceutische bedrijven niet de enigen zijn die de middelen hebben om nieuwe stoffen te ontdekken.” Nou, dat is dus heel mooi en zoals gezegd een voordeel van de Deense gemodificeerde gistcellen.

Hoe verander je gist in een cannabinoïden speurneus?

Mensen gebruiken honderden verschillende GPCR’s  (G-protein-coupled receptors ofwel G-proteïne-gekoppelde receptoren) om te proeven en ruiken. Alleen al in onze neus maken 400 verschillende GPCR’s het mogelijk voor ons om de geur te detecteren en onderscheiden van rozen en vers gebakken brood, waarbij beide producten verschillende GPCR’s activeren die vervolgens signalen naar de hersenen sturen. 

Professor Kampranis en zijn collega’s verruilden de GPCR die gistcellen gebruiken om de andere sekse in een omgeving op te merken, voor de GPCR die wij mensen gebruiken om cannabinoïden te herkennen. En nu ze toch lekker bezig waren, complementeerden de researchers het genetisch materiaal van de gistcel met een set nieuwe genen die de cellen rood maakt of zelfs laat gloeien wanneer er cannabinoïden in de buurt zijn.

Gistcel kan ook smokkelen drugs (alle drugs) doen falen

“De gistcel zendt nu een signaal uit als er cannabinoïden in de omgeving van de gistcel zijn. Dit staat ons toe om duizenden planten te screenen op substanties met therapeutische potentie”, verklaart de Deense prof. “En we kunnen ook onderzoeken of mensen aan de drugs zitten. Of als iemand probeert om illegale cannabinoïden of ‘designer drugs’ door de poorten op het vliegveld te smokkelen.”

Waarmee we met dat laatste ook meteen het nadeel van Kampranis’ uitvinding hebben genoemd. Later in dit artikel komen we nog even terug op de gist-drugstest met smartphone in 15 minuten…

Cannabinoïden horen bij de mens

Toch is het natuurlijk een redelijk briljante uitvinding daar in Denemarken. Cannabinoïden staan erom bekend dat ze verband houden met slaap, honger en pijnverlichting. Sterker nog, wij hebben ze van nature in ons lichaam zitten en dan noemen we ze endocannabinoïden.

Dit is precies waarom de onderzoekers er voor kozen om de eigenschap om ‘cannabinoïden te vinden’ te coderen in de gistcellen. Maar in principe hadden de wetenschappers hetzelfde kunnen doen met ‘opioïden’ of elke andere groep van medicinale substanties.

Er is bij de Denen geen enkele twijfel: de gistcel kán nieuwe stoffen vinden. Bij initiële tests gebruikten de onderzoekers de gistcel om 1.600 willekeurige substanties te bestuderen afkomstig uit een enorme chemische stoffen-bibliotheek op de Universiteit van Kopenhagen. Het duurde niet lang of de gist had beet.

LEES OOK:  Wat je móet weten over het endocannabinoïden-systeem (ECS)

Gist kan wat niets anders voor gist kon

“In één enkele dag vond de gistcel 4 onbekende stoffen die nooit eerder zijn geassocieerd met anti-ontstekingseigenschappen of pijnverlichting, maar die potentieel wel voor deze doeleinden gebruikt kunnen worden”, zegt Kampranis.

Wanneer medicijnfabrikanten – meestal Big Pharma bedrijven – zoeken naar nieuwe medicijnen, gebeurt dat met behulp van state-of-the-art robotica en laboratoriumapparatuur die universiteiten en niet-commerciële partijen zich nooit kunnen veroorloven. Nu onze Deense vrienden een alternatief hebben ontwikkeld, kan dat meer mensen in staat stellen om op nuttige stoffen in de natuur te jagen.

“Het is een crowdsourcing-aanpak, waarbij kleinere laboratoriums meer nieuwe potentiële stoffen kunnen ontdekken voor farmaceutisch gebruik. Ik zie het niet als concurrentie met farmaceutische bedrijven, maar als iets wat een synergie kan creëren tussen onafhankelijke spelers in de wetenschappelijke wereld en de farmaceutische industrie”, verklaart professor Kampranis. Een diplomatieke Deen, kom er maar eens om.

Vervangt politie de speekseltest door smartphone drugstest?

Hierboven zie je het door de Deense wetenschappers ontwikkelde draagbare plastic apparaat met binnenin een gistcel biosensor. Plantmateriaal, speeksel, urine, bloed en andere materialen worden in de gadget geplaatst. Het apparaat gebruikt vervolgens de camera van je smartphone om te zien of de gistcellen oplichten – het resultaat krijg je na een kwartier.

‘De applicatie zou politieagenten en anderen kunnen helpen om drugs op vliegvelden op te sporen, of om een drugstest uit te voeren’, lezen we onverbloemd in het persbericht van de Deense universiteit.

Professor Kampranis: “Wij kunnen testen op zowel natuurlijke cannabinoïden als op designer drugs – chemische stoffen met heel andere structuren, maar met dezelfde effecten als cannabinoïden. In principe kunnen we de gistcellen ook aanpassen zodat ze in staat zijn om opioïden zoals morfine, fentanyl en oxycodon te detecteren.

Iedereen mag gratis gebruikmaken van Frankenstein-gist

Godnondeju zeg. Ook hier tonen de Deense wetenschappers zich van de vrijgevige kant, net als bij het beschikbaar stellen van hun wondergist. Het drugstest-apparaat kan namelijk met een 3D-printer worden gemaakt, of worden samengesteld met ‘materialen die eenvoudig online verkrijgbaar zijn’.

De researchers werken momenteel aan het gratis ter beschikking stellen van de test-tool voor zoveel mensen als mogelijk. Tegelijkertijd willen de Denen wel graag ‘controle behouden over onderhoud en verdere ontwikkeling’.

Meer over gist & cannabis lezen?

• Biotech-gigant Intrexon belooft cannabinoïden uit gist
• Amerikanen maken cannabinoïden uit biergist

[openingsbeeld: klyaksun/Shutterstock]

(advertentie)