Het kraken van de menselijke code

„Dingen ontdekken”, vat hij in een terloopse opmerking onbedoeld de kern van zijn werk samen. Het klinkt uit zijn mond als een kind dat met Lego speelt. In zekere zin werkt Brummelkamp ook met Legoblokjes. In dit geval onze genen, waarvan er op elk genoom 20.000 liggen.

Elke menselijke cel bevat onze unieke genetische code, DNA van twee meter lang. De mens bestaat uit 32,7 biljoen cellen. Als je je afvraagt hoe een menselijk lichaam zo’n 8,8 meter aan darmstelsel kan bevatten, stel je je dan eens voor hoeveel kilometer we aan DNA-strengen bij ons hebben (65,4 miljard kilometer).

Kopieerfout

„Kankercellen ontstaan door beschadigingen in het DNA”, vertelt Brummelkamp. „Het begint met een kopieerfout – we hebben zoveel DNA, dan gaat het wel eens fout. Als dat gaat ontsporen, blijft een cel zich maar doordelen. Zo krijg je uiteindelijk een tumor.”

„We weten inmiddels tot in detail wat er gebeurt, en dat het op heel veel verschillende manieren gebeurt. In een huidcel gaat het anders dan in een darmcel. Meestal is het proces heel moeilijk te corrigeren. Tumorcellen kunnen zich aanpassen, zodat ze resistent worden voor (chemo)therapie. Het kan echt heel lastig zijn om daarin te proberen in te grijpen.”

Dat komt omdat we in die gevallen niet weten waarom het gebeurt, of hoe. En daarop zoekt Brummelkamp, die in Amsterdam een internationaal onderzoeksteam van zeven wetenschappers aanstuurt, het antwoord.

Hij zit in zijn werkkamer, waar het uitzicht een hijskraan en (vandaag) een Hollandse wolkenlucht zijn. Boekenplanken staan vol met ordners en andere papieren. Daartussen een kerstboompje. Aan een plankenhouder die een stukje uitsteekt, hangt een witte jas. In de hoek staat een skelet en op de muur hangt een replica van ’De anatomische les’ van Rembrandt.

„Ik doe eigenlijk bijna geen laboratoriumwerk meer en dat is jammer”, zegt Brummelkamp. „Want juist het labwerk is heel erg leuk.” In plaats daarvan leidt hij een team lab-onderzoekers en houdt hij over de hele wereld presentaties over zijn werk – bijvoorbeeld omdat er geld voor nodig is, of om kennis te delen. Vorige week was hij in Praag. Maandag reisde hij af naar San Francisco.

Wegennet

„Van die 20.000 genen weten we van zo’n 6000 heel behoorlijk wat ze doen. Maar van de helft hebben we nog geen enkel idee. Ik werk aan een genetische kaart: dat is ons wegennet, zo werkt de cel. En als we dat snappen, kunnen we veel beter ingrijpen op ziektes, en voorspellen bij wie welke behandeling het beste past.”

Brummelkamp kwam voor het eerst bij het NKI als stagiair. Hoogleraar biomedische genetica René Bernards, ook zijn latere promotor, vroeg hem een muis te maken waar een bepaald gen uit was gehaald. „Een gen waarvan we ook niet wisten wat het deed. Uiteindelijk bleken wij mensen zo’n gen helemaal niet te hebben. Paadjes die nergens toe leiden, moet je ook bewandelen om vooruit te kunnen in de wetenschap.”

Zijn promotieonderzoek leverde een eerste (wereldwijde) doorbraak op (Brummelkamps wetenschappelijke werk is al meermalen gelauwerd). De bioloog ontdekte hoe hij een gen langdurig ’kon afremmen’, om de functie ervan te kunnen bestuderen. „Die methode werd populair. Een aanpak die inmiddels door duizenden labs over de hele wereld wordt gebruikt.”

Daar bleef het niet bij. Zijn promotie leverde hem een baan op bij het prestigieuze Whitehead, onderdeel van het MIT in Cambridge bij Boston. Daar bouwde hij tussen 2004 en 2010 zijn eerste grote ontdekking verder uit. In 2009 vond hij uit hoe je een gen helemaal kunt stilzetten. Dat verschafte hém de controle - door de boel lam te leggen - in plaats van dat een gen de boel manipuleert en in cellen de boel op stelten zet. „Zoiets was nog nooit eerder toegepast in de genetica, maar dat bleek dus gewoon ontzettend goed te kunnen.”

De wetenschapper is (mede-)oprichter van twee bedrijven in de biotechnologie, één in Oostenrijk, en één in Amsterdam, Scenic Biotech. In Oostenrijk worden antivirale middelen ontwikkeld en de onderneming werkt samen met farmareus Bayer. Scenic Biotech komt deels voort uit het NKI en de universiteit van Oxford, en richt zich onder andere op erfelijke ziektes.

Je mag beide bedrijven zien als een verlengstuk van zijn wetenschappelijk werk. Het is ook een zelfverkozen ondernemerschap. „Dat werkt toch het beste. Ik ben gepassioneerd over mijn werk, en heb vaak ideeën wat daarmee gedaan kan worden.” Daarbij: „Een wetenschappelijke ontdekking wordt opgeschreven, en dan? De markt pikt het vaak niet op.”

Tumorcellen

Het bijzondere is dat Brummelkamp uitgerekend tumorcellen gebruikt voor zijn onderzoek. „Zonder tumorcellen is mijn werk niet mogelijk. Ik heb bijvoorbeeld veel baat gehad bij een leukemiepatiënt.”

Een andere (heftige) aandoening, Niemann Pick type C, gaf cruciale informatie over de werking van het ebolavirus. „Een heel ernstige ziekte, Niemann Pick. Je krijgt vroeg invaliditeit, dementie. Patiënten overlijden vaak voor hun 20e. Het NPC1-gen dat deze ziekte veroorzaakt, voorkomt ophoping van cholesterol. Maar defecte cellen bleken ook volledig resistent tegen ebola. Uiteindelijk konden we zo het eiwit vinden dat ebola gebruikt om een cel binnen te komen.” En dat was weer van cruciaal belang voor de ontwikkeling van het vaccin, dat sinds kort beschikbaar is. „Een nabestaande van iemand met Niemann Pick liet me weten dat het een verschrikkelijk leven is, maar dat daar ook iets moois uit voorkomt.”

Verkoudheidsvirus

Op een soortgelijke manier kon worden getraceerd hoe je een verkoudheidsvirus oploopt, dus misschien dat de medische wetenschap daar nu ook ooit een geneesmiddel voor vindt. Verder ontrafelde Brummelkamps onderzoeksteam hoe bepaalde chemotherapieën werken, of niet. „En ooit hopen we ons werk te kunnen toepassen op honderden, duizenden eigenschappen van cellen en genen. Dat we leren: zo wordt de menselijke cel bestuurd. We hebben wel de code, we hebben ook de componenten, maar we hebben het wegennet niet. Er zit een groot gat tussen iets kunnen zien en iets begrijpen.”

Dus eigenlijk wil Brummelkamp de code van menselijke cellen kraken. „In zekere zin wel. Mijn ultieme droom is dat we uiteindelijk die wegenkaart van onze genen vinden.”

Dit is het eerste artikel van een serie van acht over het Nederlands Kanker Instituut, het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek. De serie geeft een kijkje achter de schermen van het NKI waar zo’n 700 onderzoekers werken aan de opheldering van het probleem kanker. Samen met de artsen vinden zij steeds meer nieuwe aanknopingspunten voor behandeling.

Bron: Noordhollands Dagblad, katern FIT
Dit artikel verscheen ook in het Haarlems Dagblad, Gooi- en Eemlander en Leidsch Dagblad