Iedereen weet: het coronavirus kan zich gemakkelijk verspreiden als coronapatiënten hoesten, niesen of zelfs maar praten. Maar wat nu als we het virus al in de mond de pas af kunnen snijden? In de VS wordt eraan gewerkt.
Wetenschappers hebben namelijk een kauwgom ontwikkeld die het coronavirus in de mond neutraliseert. “SARS-CoV-2 vermenigvuldigt zich in de speekselklieren,” zo legt onderzoeker Henry Daniell uit. “En we weten dat wanneer iemand die geïnfecteerd is, niest, hoest of praat een deel van die virusdeeltjes kan uitstoten, waarna die deeltjes ook anderen kunnen bereiken. Deze kauwgom biedt ons de kans om het virus al in het speeksel te neutraliseren en is mogelijk dus een heel eenvoudige manier om een bron van transmissie terug te dringen.”
Hoe werkt het?
De kauwgom die Daniell en collega’s ontwikkeld hebben, herbergt het enzym ACE2. Het enzym zelf is misschien niet zo bekend, maar de meesten van ons kennen vast wel de ACE2-receptor. Deze bevindt zich op onze cellen en biedt het ACE2-enzym de kans om zich aan die cellen te binden. Dat deze receptor inmiddels tamelijk bekend is, heeft natuurlijk alles te maken met de pandemie waar we nog altijd middenin zitten en die veroorzaakt wordt door SARS-CoV-2: een virus dat diezelfde ACE2-receptor gebruikt om zich – met behulp van het inmiddels eveneens beruchte spike-eiwit – aan onze cellen te binden.
Sleutelgat
De ACE2-receptor kun je een beetje vergelijken met een sleutelgat waar twee sleutels in passen: het ACE2-enzym en SARS-CoV-2. Op het moment dat één van die twee sleutels in het sleutelgat zit, past de andere er niet meer bij. Het betekent dat wanneer ACE2-enzymen zich aan de ACE2-receptoren binden, SARS-CoV-2 dat niet kan doen. En in dat scenario kan het virus niet onze cellen binnendringen, zich niet vermenigvuldigen en is het dus gedoemd om roemloos ten onder te gaan.
Maar het ACE2-enzym kan zich niet alleen aan de ACE2-receptor koppelen. Het enzym kan zich ook aan het spike-eiwit van SARS-CoV-2 binden. En als dat gebeurt, past het virus eveneens niet meer in het ‘sleutelgat’ en kan het dus ook onze cellen niet meer binnendringen en is het wederom ten dode opgeschreven.
Twee manieren
De met ACE2-enzymen gevulde kauwgom gebruikt beide mechanismen om het SARS-CoV-2-virus ervan te weerhouden onze cellen binnen te dringen, zo legt Daniell uit. “De ACE2-enzymen in de kauwgom binden zich direct aan het spike-eiwit op SARS-CoV-2 en zorgt er zo voor dat het virus als het ware gevangen komt te zitten in de kauwgom. Daarnaast binden de ACE2-enzymen zich aan hun eigen receptor die zich op de epitheelcellen in de mond bevinden en blokkeren zo de celingang voor alle virusdeeltjes die nog niet in de gom vast zijn komen te zitten.”
Experimenten
En de aanpak werkt – in ieder geval in het laboratorium. Want toen onderzoekers de kauwgom loslieten op met SARS-CoV-2 gevulde neusmonsters van coronapatiënten, bleken de ACE2-enzymen in de gom in staat te zijn om de virusdeeltjes uit onze cellen te houden en dus te neutraliseren.
Aangepaste virussen
Er volgde nog een experiment, waarbij ongevaarlijke virussen zo werden aangepast dat ze het spike-eiwit van SARS-CoV-2 verkregen. Normaliter zouden deze virussen weinig moeite moeten hebben om – via de ACE2-receptor – menselijke cellen binnen te komen. Maar tijdens laboratoriumproeven bleek de kauwgom de virussen – hetzij door het bezetten van de ACE2-receptoren of door koppeling aan de spike-eiwitten – er grotendeels van te weerhouden om menselijke cellen binnen te dringen.
Speeksel
De onderzoekers gingen nog een stap verder. Dit keer verzamelden ze wat speeksel van coronapatiënten en stelden dat bloot aan de kauwgom. De concentratie virus-RNA viel daarop zo sterk terug dat het bijna niet meer gedetecteerd kon worden.
Vervolgonderzoek
Het is hoopgevend. Maar meer (klinisch) onderzoek is nodig. zo vertelt Daniell aan Scientias.nl. Zo is bijvoorbeeld nog onduidelijk hoelang het kauwgompje werkt. “De ACE2-enzymen komen binnen vijftien minuten na inname van de kauwgom vrij. Maar wanneer je een nieuw kauwgompje nodig hebt is afhankelijk van virusreplicatie. En tijdens het klinisch onderzoek zullen we onder meer uit moeten zoeken hoelang het duurt voor het virus dat zich reeds in de speekselklieren bevindt, zich gaat vermenigvuldigen en het speeksel weer gaat herbevolken. We verwachten nu dat dat zo’n vier uur duurt.” Het zou betekenen dat coronapatiënten elke vier uur een nieuw kauwgompje nodig hebben om de virusdeeltjes in het speeksel te neutraliseren en zo de kans dat ze anderen besmetten terug te dringen.
Tandarts
Overigens zijn niet alleen positief geteste mensen bij het kauwgompje gebaat, zo benadrukt Daniell. Het kauwgompje zou ook preventief kunnen worden ingezet op plaatsen waar besmetting via speeksel met name een reëele mogelijkheid is. Denk bijvoorbeeld aan de tandartsenpraktijk waar mensen langdurig met open mond in de behandelstoel liggen. “We gebruiken al mondmaskers en andere fysieke barrières om de kans op transmissie te verkleinen. De kauwgom kan een aanvullend gereedschap in die strijd zijn.”
ACE2
Voor het ontwikkelen van de kauwgom konden Daniell en collega’s voortborduren op eerder werk dat draaide om het angiotensine-converterend enzym 2 (kortweg ACE2). Dit enzym komt van nature in ons lichaam voor en speelt onder meer een belangrijke rol in het reguleren van de bloeddruk. Nadat dierstudies uitwezen dat extra toediening van het enzym een hoge bloeddruk kon verlagen, besloot Daniell op zoek te gaan naar een manier om het enzym buiten het menselijk lichaam op grote schaal te produceren. Dit met het idee om het enzym vervolgens in klinisch onderzoek ook aan menselijke patiënten met een hoge bloeddruk aan te kunnen bieden. En in 2020 was er goed nieuws; Daniell en collega’s kondigden aan dat het gelukt was om bladgroenkorrels in sla zover te krijgen dat ze ACE2 aan gingen maken. Door de slabladeren vervolgens te vriesdrogen en vermalen ontstond een ACE2-houdend poeder dat in een pilvorm kon worden gegoten. Dezelfde methode is nu gebruikt om het ACE2-kauwgom te maken. “Het poeder dat we verkrijgen door bladeren fijn te malen hebben we in een kauwgom met kaneelsmaak gestopt,” vertelt Daniell. “Zo zorgen we ervoor dat de ACE2-enzymen snel – zodra mensen beginnen te kauwen – vrijkomen.”
Opschalen
Mochten ook de klinische proeven positieve resultaten opleveren, dan is het niet lastig om de productie van ACE2 op te schalen, zo denkt Daniell. “We kunnen in drie maanden tijd honderden miljoenen kauwgommetjes produceren.” En die kunnen vervolgens – veel gemakkelijker dan bijvoorbeeld vaccins – verspreid worden. “De eiwitten die in de kauwgom opgesloten zitten, zijn stabiel bij kamertemperatuur en blijven ook als je ze enkele jaren bij kamertemperatuur opslaat nog volledig functioneel. Dat maakt de kauwgom zeker in vergelijking met vaccins ook vrij betaalbaar, omdat we geen complex productieproces, of prijzige opslag en transport bij lage temperaturen nodig hebben.” Dat gezegd hebbende, maakt de kauwgom de vaccins natuurlijk niet overbodig, zo benadrukt Daniell. Hij ziet de kauwgom eerder als een tussenoplossing. “Tot de vaccins wereldwijd beschikbaar zijn, kan de kauwgom helpen om de virustransmissie en kans op ernstige ziekte na infectie (die mede afhankelijk is van de virale lading, oftewel het aantal virusdeeltjes in het lichaam, red.) terug te dringen.”
Maar ook na de pandemie ziet Daniell genoeg mogelijkheden voor de kauwgom. “We zijn bezig om na te gaan welke andere eiwitten we kunnen gebruiken om het griepvirus in de kauwgom te vangen en verspreiding daarvan te voorkomen.”
