Voor het eerst is het gelukt om een ‘clickchemie’-techniek toe te passen in labmuizen zonder hun gezondheid te schaden. Het is een zeer aantrekkelijke manier om biomoleculen te labelen zodat je ze kunt volgen in de cellen van een levende muis, zo claimen Carolyn Bertozzi en collega’s (UC Berkeley) in PNAS.

Clickchemie is een techniek uit de organische synthese, waarbij je grote moleculen maakt door kleine bouwstenen aan elkaar te ‘klikken’ via en snelle additiereactie. De bekendste vorm is de additie van een azide aan een alkyn, ooit uitgevonden door Nobelprijswinnaar Barry Sharpless. Die reactie wordt echter uitsluitend gekatalyseerd door koperionen, en die zijn veel te toxisch om in dieren te gebruiken.

Bertozzi zocht al een paar jaar naar een reactie waarmee ze glycanen kon labelen, suikers die een belangrijke rol spelen bij de signaaloverdracht tussen cellen en bij het immuunsysteem. Die reactie moest dan wel ‘bio-orthogonaal’ zijn (een term die ze zelf heeft verzonnen om aan te geven dat het slachtoffer er geen last van heeft) en dat bleek in de praktijk zeer lastig.

Twee jaar geleden kwam ze met een Staudinger-reactie op de proppen, en nu heeft ze een kopervrije vorm van clickchemie bedacht die functioneert in een levende muis. Dat blijkt te kunnen wanneer je als alkyn een speciaal hiervoor ontwikkeld difluorcyclooctyn (DIFO) inzet. Deze verbinding blijkt reactief genoeg om zonder katalysator te kunnen.

Aan dat DIFO hang je dan weer het gewenste label, bijvoorbeeld een FLAG-peptide.

Vervolgens zorg je dat azides worden ingebouwd in de gewenste glycanen. Dat kan door die azides in te bouwen in de precursors waaruit het muizenlichaam die glycanen opbouwt. Bertozzi gebruikte geperacetyleerd N-azidoacetylmannosamine (Ac4ManNAz), een grondstof voor siaalzuurverbindingen.

Dien je de muizen vervolgens het gelabelde DIFO toe, dan moeten de labels via de clickreactie vanzelf aan de azidehoudende glycanen komen te hangen. Achteraf kun je dan precies zien rond welke cellen die glycanen zich ophopen, al lukt dat in dit geval alleen door weefselmonsters te nemen en de cellen ex vivo te analyseren.

Bertozzi is nog aan het uitproberen hoe je dit labelingsproces zo efficiënt mogelijk kunt laten verlopen. Het belangrijkste is voorlopig dat de muizen van de clickreactie inderdaad niets lijken te merken.

bron: Berkeley Lab