Jong Geleerd Met proeven in het laboratorium waarin ze de verschillende milieus van het maagdarmstelsel nabootste, liet promovenda Rabia Zia zien dat antibellen potentie hebben als een nieuwe manier om medicijnen toe te dienen. ‘De schil van lucht in de antibellen dient als een beschermende barrière.’
Onder de microscoop gezien lijken het wel juweeltjes, de zogeheten antibellen die Rabia Zia (39) maakte tijdens haar innovatieve promotieonderzoek bij de afdeling Farmaceutische Wetenschappen aan de Universiteit Utrecht. De foto’s in haar proefschrift tonen twee of drie kleine belletjes gevuld met vloeistof, ingenieus verpakt in een omhullend groter belletje dat gevuld is met lucht. Prachtig om te zien. Maar om de schoonheid was het Zia niet te doen.
Rabia Zia onderzocht antibellen als een nieuwe manier om medicijnen af te leveren. Het idee is dat het geneesmiddel veilig in de binnenste kleine belletjes zit, en pas vrijkomt op de plek waar het nodig is. Dat zou het een belangrijk voordeel geven boven bestaande drankjes, pillen en capsules. „De schil van lucht in de antibellen dient als een beschermende barrière, waardoor het medicijn veilig het maagdarmstelsel kan passeren. Dat voorkomt voortijdige afgifte van geneesmiddelen en maakt het tegelijkertijd mogelijk de plaats van de afgifte te sturen”, vertelt Zia via een videoverbinding vanuit Zürich.„Antibellen zouden hun nut kunnen bewijzen bij het afleveren van medicijnen tegen een een lokale ontsteking in de darm, zoals colitis ulcerosa, de ziekte van Crohn en intestinale tuberculose. Maar ook voor de behandeling van maagzweren of darmtumoren zou dit een manier kunnen opleveren om lokaal te behandelen.”
Het promotieonderzoek van Zia was pionierswerk: niemand had dit ooit eerder gedaan. Ze deed proeven in het laboratorium, waarbij ze telkens de verschillende milieus in het maagdarmstelsel simuleerde om te kijken hoe het in antibellen verpakte geneesmiddel zich hield.Het maken van antibellen begint met een emulsie van water in vluchtige olie, legt Zia uit. De silica nanodeeltjes die ze eraan toevoegt vormen een stevig omhulsel rond de waterdruppeltjes in de olie. Vervolgens brengt ze die emulsie opnieuw in water, waardoor er een water-olie-water-emulsie ontstaat. Die wordt gevriesdroogd waardoor het water en de olie worden onttrokken. Er blijft een poeder over. Daarvan kun je door rehydratatie antibellen maken; er ontstaat dan een water-lucht-water structuur.
Tijdens haar promotieperiode pendelde Rabia Zia regelmatig tussen Utrecht en haar huis in de stad Al Ain in de Verenigde Arabische Emiraten. Met haar begeleider had ze afgesproken dat ze een deel van haar onderzoek aan de universiteit in Al Ain kon doen. Ze wilde bij haar gezin zijn, maar moest af en toe ook in het lab in Utrecht proeven doen. „Het op en neer reizen viel zwaar”, vertelt Zia , „maar het lastigste was nog het iedere keer weer vinden van een tijdelijke woning in Utrecht. Ik was er telkens een paar maanden en dan weer niet.”
Hoe Rabia Zia als Pakistaanse in Nederland belandde voor haar promotieonderzoek is een lang verhaal, dat ze graag vertelt. „Het begon ongeveer tien jaar geleden, toen ik een jaar met mijn man Akmal in Nederland woonde. Hij was toen bezig met zijn laatste jaar promotieonderzoek aan de Universiteit van Wageningen. Hij is voedingstechnoloog gespecialiseerd in emulsies. En ik was net afgestudeerd in de farmacie.”
„Ik raakte enorm geïnspireerd door de onderzoeksomgeving die hij om zich heen had. In die tijd schoot het idee wortel om ook zelf te promoveren. Maar ik zette de droom toen opzij omdat ik zwanger was van mijn eerste kind. En kort daarna ging het leven gewoon zijn gang. In 2018 verhuisden we naar de Verenigde Arabische Emiraten waar Akmal een baan kreeg als universitair hoofddocent aan de afdeling voedingswetenschappen. Toen werd ik gezegend met mijn andere twee kinderen.”
In al die jaren was Zia’s wens om te promoveren echter nooit verdwenen. „Toen mijn kinderen naar school gingen, besloot ik dat dit het moment was om mijn langgekoesterde doel na te streven. Maar in de Verenigde Arabische Emiraten was destijds helaas geen universiteit die een PhD in farmacie aanbood. Dus begon ik te zoeken naar een begeleider in Nederland, omdat mijn man ook wilde dat ik het hier zou doen. We waren bekend met de omgeving, de mensen en de hele cultuur. Een fijne plek om te zijn, heel veilig en ik voelde me hier verbonden.”
Zia vond uiteindelijk een promotieplek bij farmacochemicus René van Nostrum bij de Universiteit Utrecht. „Hij was verbaasd over mijn vastberadenheid om een PhD te beginnen terwijl ik drie kinderen grootbreng. En ja, dat is een behoorlijke uitdaging. Gelukkig mocht ik een deel van mijn onderzoek in de Verenigde Arabische Emiraten doen, zodat ik toch nog zoveel mogelijk in de buurt van mijn gezin kon blijven.”
Van Nostrum en haar copromotor Albert Poortinga van de Technische Universiteit Eindhoven die al een fundament had gelegd met het onderzoek naar antibellen, zochten haar aan het begin van het project op in de Verenigde Arabische Emiraten. De opstartfase was lastig, vertelt Zia. Er bestond geen onderzoek waarop ze kon voortbouwen, alles moest ze zelf uitvinden. Maar toen ze de eerste resultaten kreeg en merkte dat wetenschappelijke tijdschriften haar artikelen graag publiceerden – „het woord antibellen fascineerde ze, denk ik” – kreeg ze er steeds meer vertrouwen in.
De Nederlanders hebben haar hart gestolen: „Er is iets dat in lijn ligt met mijn aard, dat ik mij echt op mijn gemak voel bij Nederlanders. Ze zijn heel direct en dat maakt de communicatie heel makkelijk. Ik voelde me op de universiteit ook erg gesteund. De eerste keer dat ik een presentatie moest geven stond ik letterlijk te trillen. Maar iedereen was zó ondersteunend, waardoor ik me echt mijzelf kon voelen.”
Met antibellen daadwerkelijk medicijnen toedienen is nog ver weg, realiseert Zia zich. Haar onderzoek was een proof-of-concept. Alle proeven waren in vitro, simulaties van de omstandigheden in het darmkanaal om te kijken hoe de antibubbels zich zouden gedragen. Zia vulde antibellen met geneesmiddelen en stelde ze bloot aan spijsverteringsenzymen, een lage pH die de inwerking van het maagzuur nabootste en tenslotte galzouten, die vrijkomen in de dunne darm.
Ze liet zien dat door de samenstelling te veranderen van de nanodeeltjes die de antibellen stabiel houden, het mogelijk is de afgifte van medicijn in het maagdarmkanaal te sturen. Door er bijvoorbeeld calciumcarbonaat deetjes in te verwerken, barstten de antibellen open in de maag door de inwerking van maagzuur.
Volgens Zia, die begin november promoveerde, is er nog veel werk aan de winkel voordat het eerste dieronderzoek met antibellen kan worden uitgevoerd. „We zouden het bijvoorbeeld nog moeten testen in ‘darm-op-een-chip’-modellen, waarbij we nagaan hoe het lokale immuunsysteem reageert op deze antibellen. Nu gebruiken we nog silicadeeltjes op de oppervlakken, maar ik zou ook graag onderzoeken of die te vervangen zijn door biologisch afbreekbare deeltjes omdat die waarschijnlijk beter worden verdragen.”
De grens waarop Zia stuitte in haar onderzoek was de inwerking van galzouten. „Die maakten de antibellen uiteindelijk altijd kapot.” Het liefst zou ze nog een manier vinden om de antibellen tot in de dikke darm intact te houden en dat ze daar bijvoorbeeld door enzymen van darmbacteriën zouden openbarsten waardoor het medicijn vrijkomt.Een andere wens op haar onderzoekslijstje is verkleining. „We produceerden antibellen van ongeveer 20 tot 30 micrometer, en dat is nog een behoorlijk groot formaat. Daarmee kunnen we een lokale gerichte afgifte verwachten. Maar als we straks echt willen dat ze door het darmepitheel worden opgenomen, moeten er nog veel andere dingen gebeuren.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
NIEUW: Geef dit artikel cadeauAls NRC-abonnee kun je elke maand 10 artikelen cadeau geven aan iemand zonder NRC-abonnement. De ontvanger kan het artikel direct lezen, zonder betaalmuur.
Source: NRC