Yin en yang is hier een kwestie van wel of niet met uv belichten.

In Groningen is een antibioticum bedacht dat zich laat activeren met behulp van licht op het moment dat je het nodig hebt. Na een aantal uren gaat het daarna vanzelf weer uit, schrijven Ben Feringa en zijn promovendus Willem Velema in Nature Chemistry.

Het antibioticum is nu al te gebruiken om de groei van bacteriën in een petrischaaltje te sturen. Kwestie van een masker op het deksel leggen en er een lamp boven hangen.

Het hele verhaal is gebaseerd op de wetenschap dat bij antibiotica de 3D-vorm er vaak meer toe doet dan de exacte moleculaire structuur. De Groningers gingen uit van chinolonen, een bekende groep antibiotica.

De blauwe R in het plaatje is gewoonlijk een piperazine. Het idee is om het te vervangen door een aryldiazogroep: een onverzadigde in plaats van een verzadigde ring, die ook niet meer rechtstreeks aan de rest van het molecuul hangt maar met een diazogroep ( -N=N- ) er tussen. Op die manier bouw je stereochemie in: zo’n diazogroep kan in de cis- en in de trans-stand staan.

De aanhangende R-groep kan dus twee totaal verschillende hoeken maken met de rest. Je krijgt dus twee mogelijke 3D-vormen van het molecuul, en je mag er van uit gaan dat maar één van de twee ‘past’ op de bacterie die je wilt bestrijden. Het kan natuurlijk ook zijn dat ze geen van beiden meer passen, maar Feringa en Velema gokten dat dat wel zou meevallen en de natuur geeft ze kennelijk gelijk.

Zo’n diazogroep gaat van de trans- naar de cis-stand bij bestraling met uv-licht van 365 nm. Bestraal je hem met zichtbaar licht, dan springt hij terug naar trans. Onder invloed van warmte-energie gebeurt dat trouwens ook, zij het dat het dan wat langzamer gaat. De cis-vorm blijkt de actieve variant, dusje moet het antibiotium voor toediening bestralen met zichtbaar licht en het op het gewenste moment ‘aanzetten’ met uv.

Kenners zullen al een parallel hebben ontdekt met eerdere experimenten van Feringa met chiraliteit en licht, bijvoorbeeld op het vlak van nano-auto-aandrijvingen.

De Groningers hebben 9 verschillende R-groepen uitgeprobeerd, met wisselend succes. Drie van de 9 waren enigszins bruikbaar; 4-methoxy-3-methylbenzeen als R deed het nog het beste.

Eén van de voordelen zou zijn dat je het antibioticum pas hoeft aan te zetten nadat het via de darmen in het lichaam is opgenomen. Dat voorkomt dat het onderweg de darmflora in de war stuurt. Een ander voordeel is dat het antibioticum het milieu niet meer kan verpesten: tegen de tijd dat het in het riool zit, is het immers allang weer gedeactiveerd.

bron: RuG

Onderwerpen