De talentvolle onderzoeker Arne Janssens (VUB en VIB) is genomineerd voor de Eos Pipet 2025, een jaarlijkse prijs voor veelbelovende jonge wetenschappers. In zijn werk binnen de structurele biologie onderzoekt hij hoe bacteriën zich verdedigen tegen antibiotica. Samen met collega Van-Son Nguyen ontdekte hij een onverwachte zwakke plek in het verdedigingsmechanisme: het kleine eiwit SlyB moest eenvoudigweg geëlimineerd worden om de ziekteverwekker aan te kunnen pakken. Die vondst opent de deur naar nieuwe behandelingen en leverde hen een publicatie in Nature op.
Bij het wetenschapsmagazine Eos kun je stemmen op de kandidaten voor de Eos Pipet 2025.
Waarom doe je mee aan de competitie voor de Eos Pipet?
Arne Janssens: “De VUB had mij geselecteerd om mee te doen. Zelf had ik er waarschijnlijk niet aan gedacht. Daarom is het heel goed dat ze dat doen. Het is mooie reclame voor ons onderzoek in het labo. Voor mij is het belangrijk dat er in ons labo, onder leiding van professor Han Remaut, ook toegepast onderzoek wordt gedaan dat hopelijk in de toekomst het leven van mensen beter maakt. Maar ook de wetenschap in het algemeen wordt door de nominatie onder de aandacht gebracht. Wetenschap is vaak moeilijk te begrijpen voor mensen, omdat ze ver van onze dagelijkse leefwereld staat. Toch kunnen we absoluut niet zonder, want techniek en geneeskunde worden door wetenschap gedreven. De covidcrisis heeft dat besef gelukkig weer naar boven gebracht. Maar niet alle pandemieën die door wetenschap zijn vermeden, halen niet de media. Dus moeten we andere kanalen aanspreken om ervoor te zorgen dat het bewustzijn blijft, zonder dat we telkens een wereldwijde crisis nodig hebben.”
Wat was voor jou het kantelpunt in je onderzoek waarbij je besefte: “Dit zou wel eens belangrijk kunnen zijn”?
“Dat was een onverwachte vondst! Het is de eeuwige strijd tussen de wetenschap en de bacteriën. Onze wetenschappelijke aanvallen op de verdediging van bacteriën zijn erg noodzakelijk, omdat steeds meer ziekteverwekkers resistent zijn tegen antibiotica. Mijn oorspronkelijke onderzoeksvraag bij mijn doctoraat was: zoek nieuwe manieren om bacteriën te bestrijden die bestand zijn tegen antibiotica. Tijdens ons onderzoek stootten we op een verrassend gegeven: een groot aantal bacteriën heeft een fundamenteel verdedigingsmechanisme waardoor ze onze aanvallen met antibiotica kunnen weerstaan. Dat was meteen ook de grote doorbraak.”
"Dus als we SlyB zouden elimineren, wordt de bacterie opnieuw gevoelig voor onze behandeling”
Kun je eenvoudig uitleggen hoe het werkt?
“Er is een grote groep bacteriën die steeds zorgwekkender wordt, omdat we nauwelijks nog wapens hebben om ze te bestrijden. Ze vormen een groot gevaar voor de volksgezondheid. Deze bacteriën hebben niet één, maar twee membranen, waardoor ze moeilijk uit te schakelen zijn. We noemen ze dan ook dubbelwandige bacteriën. Een manier om ze te elimineren, is de tweede wand plat te leggen. Onze ontdekking was dat het heel kleine eiwit SlyB – waarvan we dachten dat het weinig speciaal was – in staat bleek om die tweede laag rond de bacteriën intact te houden wanneer we er antibiotica op loslieten. De truc van deze verdediging is dat een grote groep SlyB-eiwitten gezamenlijk de capaciteit bezat om die tweede laag te beschermen. Dus als we SlyB zouden elimineren, wordt de bacterie opnieuw gevoelig voor onze behandeling.”
Dit leverde jou en je collega Van-Son Nguyen een publicatie in Nature op. Wat zijn de grootste uitdagingen bij de volgende stappen van deze ontdekking: het ontwikkelen van een vaccin?
“Momenteel hebben we al aangetoond dat er een potentieel vaccin is. Hoe? In het labo hebben we een muis een sterke reactie laten ontwikkelen op een bacterie die SlyB als bescherming gebruikt. Nu moeten we bekijken of die reactie groot genoeg is om ziekte te voorkomen. Dat is de eerste stap. Daarna volgen heel wat klinische studies om aan te tonen dat het ook veilig is. Logisch, want je wil zeker weten dat het geen kwaad kan als veel mensen het gaan gebruiken. Maar dat is ook waarom geneesmiddelen zo’n miljardenmarkt zijn: het kost enorm veel geld om dat soort onderzoek op te starten en uit te voeren.”
"Dankzij AI weet je veel sneller in welke richting je moet zoeken, in plaats van in het duister te tasten"
Hoe zie je de rol van structurele biologie in de toekomst van infectieziektebestrijding evolueren?
“In mijn ogen is dat een oneindige strijd met ziekteverwekkers. We moeten daar niet naïef in zijn. Voor alles wat wij vinden, zal de natuur – om het zo maar te zeggen – een verdediging ontwikkelen. Waarop wij weer aan de slag moeten. We weten ook niet wat over 15 à 20 jaar de bedreigingen zullen zijn. Dus er zal altijd nood zijn aan structurele biologen en nieuwe middelen tegen ziektes. Structurele biologie kan in de toekomst breder worden ingezet. Artificial intelligence zal daarbij een grote rol spelen. Je hebt bijvoorbeeld de software AlphaFold, ontwikkeld door Google DeepMind, die nauwkeurig kan voorspellen hoe eiwitten zich gedragen. Natuurlijk is dat niet honderd procent feilloos, maar dankzij AI weet je veel sneller in welke richting je moet zoeken, in plaats van in het duister te tasten. AI helpt je een hypothese op te stellen die veel waarschijnlijker is. Zoals in elke wetenschap zal het effect van AI in de structurele biologie groot zijn en de ontwikkelingen enorm versnellen.”
Arne Janssens voor de micro-elektronenmicroscoop van de VUB
Je werkt met de cryo-elektronenmicroscoop in het lab op campus Etterbeek. Wat maakt deze techniek zo krachtig voor jouw onderzoek?
“Met dat vernuftige apparaat kunnen we foto’s maken van objecten ter grootte van eiwitten. Dat is voor ons van onschatbare waarde. We kijken naar structuren die slechts enkele nanometers groot zijn, dus niet zichtbaar met gewoon licht. Met elektronen kunnen we wel beelden maken van zulke kleine onderwerpen. We nemen niet één foto, maar miljoenen, die we dan combineren om een goed beeld te krijgen. Vaak gaat het niet over één eiwit, maar over een complex van verschillende eiwitten. Precies op dat punt vergelijken we onze beelden met de voorspellingen van AlphaFold. We zien daar het echte gedrag van eiwitten, zwart op wit.”
"Voor wie doe ik dit?”
Persoonlijk vind je toegepast onderzoek heel belangrijk. Waarom?
“Dat is een drijfveer die ik zelf nodig heb. Ik ben een overdenker. Als ik enkel fundamenteel onderzoek zou doen, zou ik me regelmatig afvragen: voor wie doe ik dit? Waarom breek ik mijn hoofd over iets waar nu nog niemand van wakker ligt? Daarom vind ik het interessant om op de grens te zitten van moeilijke fundamentele vraagstukken die ook snel richting een mogelijke toepassing kunnen gaan. Hoewel ik ook de eerste zou zijn om te benadrukken hoe essentieel en noodzakelijk fundamenteel onderzoek is. Dat is namelijk de basis van alle toepassingen die daaruit voortvloeien. Mijn ultieme doel is om wetenschap dichter bij de mensen te brengen en hun leven beter te maken. Dat klinkt misschien hoogdravend, maar dat is mijn interne drijfveer.”