Het onderzoek naar de werkzame stoffen in moedermelk kan beginnen

Honderden bijzondere suikers maken het verschil tussen koemelk en moedermelk. Van sommige suikers is al iets bekend over bijvoorbeeld hun bijdrage aan het afweersysteem van de baby. Maar uitgebreid systematisch onderzoek naar alle suikers was onmogelijk, omdat ze niet nagemaakt konden worden. Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en de University of Georgia ontwikkelden een methode waardoor dat nu wel kan. Hun publicatie hierover verscheen deze week in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.

De onderzoekers tonen in het PNAS-artikel hun ‘proof of principle’ aan met de synthese van ongeveer honderd complexe suikers uit moedermelk. “Hiermee kunnen we een begin maken met het onderzoek naar de individuele invloed van iedere suiker op de gezondheid van de baby. Wellicht is het dan in de toekomst mogelijk babyvoeding met een aantal van deze suikers te verrijken”, licht onderzoeksleider prof. Geert-Jan Boons toe.

Gezonde start

Moedermelk bestaat voor een kleine 10 procent uit wel vijfhonderd of meer complexe suikers, die in koemelk niet voorkomen. Die zijn  scheikundig gezien familie van suiker die wij consumeren, maar hebben veel grotere en ingewikkeldere structuren. De complexe suikers dragen op verschillende manieren bij aan een gezonde start van de baby. Bekend is bijvoorbeeld dat sommigen viralen en bacteriële infecties kunnen voorkomen en dat anderen een gezonde darmflora stimuleren.

Gereedschap nodig

Ook aan de buitenkant van de cellen in ons lichaam wemelt het van de complexe suikers. Het onderzoek hiernaar, glycoscience, staat echter nog in de kinderschoenen. “Eigenlijk beginnen wij nog maar net te ontdekken hoe belangrijk complexe suikers zijn”, vertelt Boons. “Daarom hebben we gereedschap nodig om ze te kunnen detecteren, analyseren en maken.” 

Tien bouwstenen

De individuele suikers uit de moedermelk halen, bleek tot nu toe een zeer moeizame route. Dus bleef zelf maken de enige oplossing. Hiervoor zochten de onderzoekers naar de systematiek in de opbouw van de complexe suikers. Ze ontdekten dat alle suikers gemaakt kunnen worden uit een combinatie van een set van tien bouwstenen, net zoals de twintig aminozuren die de bouwstenen zijn voor alle eiwitten.

Tien bouwstenen en tien enzymen

Welke complexe suiker ontstaat, hangt bovendien af van enzymen – biologische katalysatoren – die de bouw sturen. Hiervan zijn er heel veel, ieder met hun eigen rol. Wat de onderzoekers nu laten zien is dat de meeste complexe suikers uit moedermelk na te maken zijn in het lab door de goede combinatie en volgorde van de tien bouwstenen en een set van tien enzymen.

Bijdragen aan gezondheid

”Over het vinden van de syntheseroutes van de eerste honderd suikers hebben we vijf jaar gedaan. Maar nu kunnen we heel snel vele andere suikers maken en hun bijdragen aan onze gezondheid onderzoeken. We verwachten dat dit onderzoek niet alleen zal leiden tot betere babyvoeding, maar ook tot nieuwe geneesmiddelen voor verschillende ziekten”, besluit Boons.

Dit onderzoek is gefinancierd door the National Institutes of Health

Publicatie

‘Synthesis of asymmetrical multiantennary human milk oligosaccharides’
Anthony R. Prudden, Lin Liu, Chantelle J. Capicciotti, Margreet A. Wolfert*, Shuo Wang, Zhongwei Gao, Lu Meng, Kelley W. Moremen and Geert-Jan Boons*
^* verbonden aan de Universiteit Utrecht; de overige onderzoekers zijn verbonden aan de Boons-groep aan de University of Georgia
PNAS, 20 juni 2017, doi 10.1073

Achtergrondinformatie

• Website van de Boons-groep aan de University of Georgia en aan de Universiteit Utrecht
• Nieuwsbericht over de benoeming van Geert-Jan Boons
• Arthur C. Cope Scholar Award voor Geert-Jan Boons

Science for Life

Dit onderzoek maakt deel uit van Science for Life, een van de vier thema’s binnen het multidisciplinaire onderzoeksprogramma Life Sciences van de Universiteit Utrecht.

Contact

Monica van der Garde, persvoorlichter faculteit Bètawetenschappen, m.vandergarde@uu.nl, 06 13 66 14 38.

Gerelateerde nieuwsberichten

• 

  Geert-Jan Boons wil van biomedisch probleem naar technologische innovatie

  Na 25 succesvolle jaren in Engeland en de Verenigde Staten, koos prof. Geert-Jan Boons de Universiteit Utrecht om zijn volgende ambitie waar te maken. Afgelopen maand verhuisde hij samen met enkele groepsleden van de University of Georgia naar het David de Wiedgebouw op de Uithof. Als afdelingshoofd en hoogleraar Chemical Pharmacology wil hij zijn belangrijke pionierswerk naar glycanen, de complexe koolhydraten in onze cellen, naar een volgend niveau tillen. 

• 

  Utrechtse scheikundigen ontvangen subsidie voor publiek-private samenwerkingen

  Drie Utrechtse scheikundigen ontvangen uit het Innovatiefonds Chemie van NWO financiering voor samenwerking met private partners.