Tien jaar ERC: Sylvestre Bonnet bestrijdt kanker met licht

Midnight in melanoma.jpg

Sylvestre Bonnet voert zijn onderzoek naar kankerbestrijding met licht uit met een Starting Grant van de European Research Council (ERC). Dit jaar bestaat de ERC tien jaar. In die jaren hebben ongeveer 70 onderzoekers en/of onderzoeksgroepen van de Universiteit Leiden een ERC-subsidie gekregen. In aanloop naar de viering van tien jaar ERC op 23 juni lichten we een aantal van onze ERC-onderzoeksprojecten uit.

ERC Starting Grant
In 2013 ontving Sylvestre Bonnet een ERC Starting Grant om kanker te bestrijden met moleculen die door licht te activeren zijn. Twee postdocs en drie promovendi later nadert het einde van zijn tot nu toe succesvolle project.

Goed voor wetenschap en samenleving
‘Ik ben ERC zeer dankbaar voor de subsidie’, zegt chemicus Bonnet. ‘De twee postdocs die ik van de beurs kon aanstellen waren echt essentieel voor dit project. Ik had hun biologische kennis nodig voor de start van het project en om mijn promovendi te trainen.’ Naast zijn onderzoek heeft ook de samenleving direct van de beurs geprofiteerd, legt Bonnet uit. ‘Zodra de subsidie binnen was hebben wij meetapparatuur aangeschaft bij particuliere bedrijven die in Nederland actief zijn. Bovendien hebben de postdocs en promovendi tijdens dit project geleerd creatief te denken en hebben ze hun kennis doorgegeven aan jongere studenten. Veel van hen nemen deze creativiteit mee naar de bedrijfswereld’, zegt Bonnet over de maatschappelijk impact van ERC-beurzen voor fundamenteel onderzoek.

Lichtgevoelige deeltjes
In zijn onderzoek gebruikt Bonnet metaalcomplexen: moleculen die bestaan uit een positief geladen metaalion en één of meerdere elektron-rijke organische moleculen. Het metaal is in Bonnets onderzoek ruthenium. Normaal gesproken is een rutheniummetaalcomplex toxisch, maar Bonnet neutraliseert de toxiciteit van het metaal met een speciaal molecuul: een lichtgevoelige beschermgroep. ‘Deze groep verlaat het metaalcomplex onder invloed van blauw, groen of rood licht, waardoor het metaalcomplex weer toxisch wordt’, legt Bonnet uit. ‘Door alleen de tumor te belichten, blijft de schadelijke werking van het metaalcomplex beperkt tot de tumor. Eigenlijk een combinatie van chemotherapie en bestraling, maar dan zonder de bijwerkingen.’

Rood of blauw?
‘We hebben verschillende rutheniummetaalcomplexen gevonden die met licht te activeren zijn’, zegt Bonnet. Veel van deze complexen hebben alleen blauw licht nodig voor de activatie, wat niet ideaal is voor lichttherapie. Niet alle kleuren licht zijn namelijk in staat het lichaam te doordringen. ‘Hiervoor zijn rood en nabij-infrarood licht het meest geschikt. Dit type licht heeft alleen te weinig energie om het metaalcomplex te activeren’, schets Bonnet het probleem. Gelukkig vond Bonnet met zijn promovendi een oplossing: ‘Met behulp van een speciaal systeem met nanodeeltjes kunnen we in het lichaam het rode licht tot blauw licht opwaarderen. Dat blauwe licht heeft wel genoeg energie om het metaalcomplex te activeren’, zegt Bonnet.

Gemotiveerd de toekomst in
Wat Bonnet gaat doen als dit project afgelopen is? ‘Ik ga verder met fotofarmacologie. Dat interesseert me vanwege de combinatie van meerdere disciplines zoals synthetische chemie, fotochemie en celbiologie.’ Wel vindt hij een andere insteek noodzakelijk bij vervolgonderzoek. ‘De manier waarop onze metaalcomplexen kanker bestrijden, is door met DNA te binden in cellen. Maar de bestaande metaal-gebaseerde chemotherapie werkt op eenzelfde manier, namelijk door aan het DNA te binden. Na een chemotherapie blijven alleen de cellen over die resistent zijn voor zo’n behandeling. Dus om onze aanpak beter te laten aansluiten op bestaande behandelmethoden, moeten onze metaalcomplexen eigenlijk een ander doelwit in de tumor hebben dan DNA.’ Dat Bonnet gemotiveerd is om met dit onderzoek verder te gaan, blijkt: ‘ik ben al druk bezig met nieuwe aanvragen. Het is competitief, maar de resultaten die wij hebben tot nu toe hebben gehad, helpen ons om verder te gaan!’

Publicaties tijdens ERC-beurs
Influence of the Steric Bulk and Solvent on the Photoreactivity of Ruthenium Polypyridyl Complexes Coordinated to l-Proline
* Chemical Swarming: Depending on Concentration, an Amphiphilic Ruthenium Polypyridyl Complex Induces Cell Death via Two Different Mechanisms
* An in vitro cell irradiation protocol for testing photopharmaceuticals and the effect of blue, green, and red light on human cancer cell lines
* Green light-induced apoptosis in cancer cells by a tetrapyridyl ruthenium prodrug offering two trans coordination sites

13/06/2017