Nederland in de Nobelprijzen

Lang geleden wonnen enkele Nederlandse artsen de Nobelprijs. Denk aan Christiaan Eijkman die in 1929 de prijs kreeg voor zijn ontdekking van vitamine B1 en Willem Einthoven in 1924 voor de uitvinding van het ECG-apparaat. Het belang van hun ontdekkingen staat buiten kijf. Ze blijken echter niet de enige Nederlandse winnaars die een onuitwisbare stempel op de geneeskunde drukten.

Tekst: Patrick Marx | Beeld: Shutterstock

Jacob van ’t Hoff beet in 1901 het spits af: hij won de eerste Nobelprijs voor de chemie ooit. Hij vatte het verschijnsel osmose in een theorie; zijn formules verklaarden hoe cellen onder meer hun elektrolytconcentratie op peil houden. Vandaag de dag is zijn theorie nog actueel en speelt een belangrijke rol bij de hemodialyse. Die Nederlandse dialysetechniek, ontwikkeld tijdens de Tweede Wereldoorlog door Willem Kolff, werd overigens nooit met een Nobelprijs onderscheiden.

In hetzelfde jaar kreeg onze oosterbuur Wilhelm Conrad Röntgen de prijs voor de ontdekking van de röntgenstraling en de mogelijkheid daarmee de harde onderdelen in ons binnenste te fotograferen. We springen nu naar 1913 toen de wereld aan de vooravond stond van de Eerste Wereldoorlog. De Leidse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes kon dat jaar niet vermoeden wat Europa te wachten stond toen hij zijn Nobelprijs voor Natuurkunde in ontvangst nam. Net zomin kon hij bevroeden dat hij met zijn ontdekking van de supergeleiding in de voetsporen van Röntgen zou treden. Supergeleiding is cruciaal voor een MRI-scanner; het apparaat dat ook de zachte weefsels in ons lichaam zichtbaar maakt. Ongetwijfeld werd in 1913 het idee alleen al als sciencefiction afgedaan.

Nu een grote sprong in de tijd, naar 1981, maar we blijven bij de MRI. In dat jaar kreeg natuurkundige Nico Bloembergen de Nobelprijs voor zijn theoretische beschrijving van de laserspectroscopie en niet-lineaire optica. Beide principes maken vandaag de dag extreem gevoelige microscopie mogelijk die in staat is (kanker)cellen en micro-organismen te karakteriseren. Bloembergen was ook een van de grondleggers van de Nucleair Magnetische Resonantie (NMR), de techniek achter de MRI-scanner. Hij verrichtte theoretisch werk aan de NMR en bouwde in Harvard mee aan ’s werelds eerste NMR-apparaat.

Door de ontdekking van de driedimensionale chemische structuur van DNA, kreeg de genetica een enorme boost. De cruciale techniek die daarvoor werd gebruikt, is die van de röntgendiffractie. De Maastrichtse natuurkundige Peter Debye perfectioneerde die al bestaande techniek. In 1936 kreeg hij de Nobelprijs voor zijn onderzoek naar de structuur van moleculen. Aan de andere kant van het land, in Groningen, werkte natuurkundige Frits Zernike aan de fasecontrastmicroscoop. Met deze microscoop bracht hij als eerste levende cellen in beeld. Zernike won in 1953 de prijs voor Natuurkunde.

Zonder het werk van chemicus Paul Crutzen, en dat van zijn collega’s, zou de ozonlaag ergens halverwege deze eeuw grotendeels verdwenen zijn. Omdat ozon als een wereldwijde zonnebrandcrème tegen UV-straling werkt, behoedde Crutzen de wereld daarmee voor een gigantisch medisch probleem. Over de gevolgen van die afnemende ozonlaag voor onze contreien schreef natuurkundige Harry Slaper, expert op het gebied van UV-straling bij het RIVM, met zijn collega’s in 1996 een artikel in Nature: ‘We berekenden dat de incidentie van huidkanker, zonder beschermende ozonlaag, aan het eind van deze eeuw zou verviervoudigen. Als je bedenkt
dat die incidentie sinds 1990 als gevolg van zongedrag en veroudering nu al verviervoudigd is, dan zou de afname van de ozonlaag tot een explosie van huidkanker hebben geleid.’

Ozon wordt van nature afgebroken en gevormd. Paul Crutzen ontdekte een verklaring voor de natuurlijke afbraak: stikstofoxides die vrijkomen bij rottingsprocessen op de bodem stijgen op en breken op 20-25 kilometer hoogte de ozonlaag af. In de jaren zestig van de vorige eeuw was al duidelijk dat de concentratie ozon meer afnam dan de natuurlijke afbraak kon verklaren. Al snel kregen vliegtuigmotoren de schuld totdat de Amerikaanse wetenschappers Mario Molina en Frank Rowland ontdekten dat ozon ook wordt afgebroken door chloor en claimden dat het chloor uit chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s) ozon in de atmosfeer afbreekt. CFK’s zaten bijvoorbeeld als drijfgas in spuitbussen.

In 1985 werd boven de Zuidpool een enorm gat in de ozonlaag ontdekt. Intussen droeg Crutzen bij aan een
theorie die verklaart hoe industriële gassen atmosferisch ozon afbreken. De urgentie van deze ontdekkingen was zo hoog dat dit leidde tot een ongekende internationale politieke samenwerking. Twee jaar later, in 1987, werd afgesproken de emissie van schadelijke CFK’s wereldwijd terug te dringen. De productie ervan is inmiddels grotendeels verboden. Crutzen, Rowland en Molina kregen in 1995 de Nobelprijs voor Scheikunde.

De laatste Nederlandse Nobelprijs-winnaar is ook een chemicus. De Groninger Ben Feringa kreeg de
prijs in 2016 voor zijn ontwikkeling van moleculaire machines. Daarmee zet hij een stap in de richting van het beheersen van technieken waarvoor de natuur zijn hand niet omdraait. In het oog bijvoorbeeld start een moleculaire schakelaar de signaaloverdracht naar het brein, terwijl menige bacterie een moleculaire motor aan boord heeft waarmee hij een eiwitstaart beweegt om zo zelf vooruit te komen.

‘De beste manier om de toekomst te voorspellen is deze uit te vinden’

Tijdens zijn Nobellezing in 2016 liet Feringa zien wat hij in zijn laboratorium al vermag. Hij kan nanobuisjes of -blaasjes vullen met moleculen die vrijkomen zodra hij met licht een gesloten porie in deze objecten opent. Het lukt hem om het antibioticum ciprofloxacine en de proteasoomremmer Bortezomib (een middel tegen hematologische tumoren) zo om te bouwen dat ze pas actief worden onder invloed van licht. “Mijn droom is een PET-gestuurde laser die van buitenaf in het lichaam op de juiste plek deze therapieën activeert”, zo hield hij zijn publiek voor.

Feringa bouwde zeven jaar lang aan een moleculaire auto waarvan de wielen, vier bewegende onderdelen van één molecuul, hun roterende beweging in een voorwaartse beweging omzetten. “We voorzien nanotubes van enzymen die glucose omzetten. Het zuurstofgas dat hierbij vrijkomt, stuwt de tubes als raketjes vooruit. De cruciale vraag is of we ook iets in het lichaam kunnen laten bewegen. Starten we de fantastische reis waarin nanorobots geïnjecteerd in de bloedbaan op de juiste plek cellen repareren of medicijnen afleveren? Het klinkt nu nog als sciencefiction, maar misschien over 50 jaar?” Feringa haalt de Amerikaanse informaticus Alan Kay aan: “De beste manier om de toekomst te voorspellen is deze uit te vinden.”

De tijd zal leren of Feringa gelijk heeft. Wie weet, legt hij de basis voor een toepassing die zo wild is dat deze ons nu als pure sciencefiction in de oren klinkt. Het ontwikkelen van deze technieken is werk voor toekomstige (Nederlandse) Nobelprijswinnaars.

Plaats een reactie

Uw e-mailadres zal nooit gepubliceerd of gedeeld worden. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

*
*